在细胞培养过程中，也经常会对细胞进行冻存操作。细胞冻存通常是指将细胞放在低温环境，减少细胞代谢，以便长期储存的一种技术。细胞冻存是细胞保存的主要方法之一。
如果在细胞培养的过程中出现以下几种情况可以考虑进行细胞冻存：
①需要保存一定量的细胞，防止现培养细胞污染或其他意外情况而使细胞丢种，起到了细胞保种的作用；
②几乎所有细胞在培养传代的过程中发生一定程度的变异，为了保持细胞实验结果的前后一致，可将传代较少的细胞冻存，待到需要使用时再解冻培养再使用；
③需要寄赠、购买、运送和交换细胞的时候，将细胞冻存起来再进行这些操作比较方便；
④需要进行细胞建库，长时间大量的保存细胞，这里需要更加注意冻存细胞的代次。
细胞冷冻损伤有两种假说：冰晶损伤和溶液损伤假说。冰晶损伤认为，温度下降，细胞内外的水分结冰形成冰晶会导致细胞膜和细胞器损伤导致细胞死亡，溶液损伤认为温度下降，细胞外部水分结冰，从而细胞质会暴露在高溶质的的溶液中而收到损伤，而复温时大量水分会复温时，大量水分渗入细胞内会造成细胞死亡。
针对这两种假说，细胞冻存和复苏的基本原则是慢冻速融。现在市面上的细胞冻存液多采用甘油或二甲基亚砜作保护剂，这两种物质能提高细胞膜对水的通透性，加上缓慢冷冻可以使细胞内的水分身处细胞外，减少细胞内冰晶的形成，进而减少由于冰晶形成造成的细胞损伤。而复苏细胞采取快速融化的方法也是为了保证细胞外的结晶在很短的时间内就可以融化。避免由于融化过慢导致的溶液损伤。
