利用液氮作为冷媒直接冻结食品，国际上从20世纪60年代开始研制，至80年代逐步成熟，现已广泛应用于除蔬菜以外的各类食品。液氮冻结的原理是将低温液氮直接喷淋在食品上，利用其常压下汽化的极低温度(-196℃)和在物料表面直接汽化的高换热系数，使食品迅速深度冻结。冻1kg食品，液氮消耗量为0.7—2kg之间，视物料品种和大小不同而异，氮在空中含量75％，液氮一般是制氧的副产品，由化后还原于大气，对环境无污染。液氮速冻机为隧道式，保温板为聚氨脂泡沫夹心层，双面不锈钢面板，物料传送为不锈钢网带，由调速电机驱动，设备可升降，在维护、清理时可升高。隧道由预冷段、喷淋段、均温段构成。

预冷段主要是使物料适度预冷，以充分利用液氮汽化后的显热，并避免深冻时温差过大，使较厚的物料出现裂纹倾向；喷淋段是在液氮罐的压力下，通过喷嘴向物料表面直接喷淋液滴，进行快速冻结，均温段使物料表面未完全汽化的液滴得以充分汽化。汽化的低温氮气由排气风机抽出，物料在不锈钢网带上与低温氮气通过风机搅动和排汽风机抽吸，进行逆流换热。由于冻结时间短，而且主要靠液氮直接汽化换热，因此冻品干耗较用风冷方法小得多。目前，在国外液氮冻结法已广泛应用于海产品、整鱼、肉饼、分割肉、馅饼、汉堡包等调理食品以及冰淇淋硬化等领域。