冷凍離心機主要是防止有些離心物質（如蛋白質等）在高溫下產生質變。既然要冷凍，那就必須有制冷的效果，具有冰箱的效果，因此在冷凍離心機內部要不常溫離心機加入更多的器件，比如壓縮機等等，這就大大的增加了離心機的成本。

    冷凍離心機常用于大量初級分離提取生物大分子、沉淀物等。其轉頭多用鋁合金制的甩平式和角式兩種，離心管有硬質玻璃、聚乙烯硬塑料和不銹鋼管多種型號。離心機裝配有驅動電機、定時器、調整器（速度指示）和制冷系統（溫度可調范圍為-20—+40℃），可根據離心物質所需，更換不同容量和不同型號轉速的轉頭。

      根據速度冷凍離心機又可分為兩類。一是低速冷凍離心機。轉速一般不超過4000rpm，大容量為2—4L。二是高速冷凍離心機。轉速可達20000rpm以上，除具有低速冷凍離心機的性能和結構外，高速離心機所用角式轉頭均用鈦合金和鋁合金制成。離心管為具蓋聚乙烯硬塑料制品。這類離心機多用于收集微生物、細胞碎片、細胞、大的細胞器、硫酸沉淀物以及免疫沉淀物等