冷冻治疗器主要由致冷装置主机和治疗用的冷冻头两部分组成，借致冷剂发挥作用。理想的冷冻机应包括：绝热系统、冷量输送系统，有特制的冷冻头与冷探杆的温度探测控制系统，以及计时及复温装置。

眼科冷冻器有节流膨胀致冷式（如CO2冷冻器、高压氧节流致冷器、氟里昂—22冷冻器）、相变致冷式（如CooPer－1inde冷冻器、手持式液氮冷冻器）和热电冷却致冷式（如Kelman半导体冷冻器）。节流膨胀式的致冷原理是：根据焦耳－汤母逊效应，气体或液体通过阀门而绝热膨胀产生低温，温度可通过调节液体或气体穿过阀门膨胀的压力来控制，从而产生冷却效应。相变致冷，系指液体的气化或固体的溶化或升华，一般冷冻头即采用此法冷却。将致冷剂液体喷射到冷冻头探杆内壁，吸收探杆热量，使液体蒸发而产生低温。热电冷却是根据Pelter效应，利用直流电通过两个不同导体或半导体的交接处；从外界吸热，在交接处产生一侧热、一侧冷，出现温差，产生低温冷却。

冷冻器所用的致冷剂，应具有无毒、无臭、不易燃、不易爆炸的特点。常用的致冷剂有：①二氧化碳，最低低温可达－78．9℃；②氟里昂，眼科多用F22，常用低温－22℃；③液氮，常用低温为－196℃；④液氧及液态氧化氮，由高压状态突然减压而产生低温。