液氮深冷箱以液氮作為冷源。液氮存放在低溫液體罐內，使用時先關閉液氮罐的放空閥，再打開增壓閥，因部分液氮氣化使液氮罐內部壓力升高，此時找開液氮的出口閥，液即從貯罐內壓出,經動薄膜調節閥進入深冷箱。液氮進入深冷柜后，經噴管噴出，由于箱體溫度高于液氮溫度，所以它很快氣化，並且體積膨脹、使氣溫下降，軸流風機將低溫氮吹入工作室，使工件冷卻。

液氮深冷箱可提升工件的硬度及強度，保證工件的尺寸精度；提高工件的耐磨性及沖擊韌性；改善工件內應力分布,提高疲勞強度；提高工件的耐腐蝕性能。