基本原理是将高浓度的冷冻保护剂在超低温环境下凝固，形成不规则的玻璃化样固体，保存了液态时正常分子和离子分布，因而在细胞内发生玻璃化时能起到保护作用。所保存细胞在冷冻保护液中脱水到一定程度后，则引起内源性胞质大分子如蛋白质及渗透到胞内的冷冻保护剂浓缩，从而使细胞在剧烈的快速降温中得到保护。

人类的配子和胚胎的冷冻保存已经是人工生殖领域中一个必要的部分。在过去这二十年中，冷冻保存技术的发展亦可反映人工生殖技术的发展程度，现在的冷冻技术已可用在冷冻保存精子、卵子和不同时期的胚胎，尤其是玻璃化冷冻技术(Vitrification)，其不仅已获得医学界广泛的认可，并渐渐取代传统慢术冷冻法，而成为冷冻技术的最佳选择，甚而将此技术运用在高难度的卵子、卵巢组织和人类胚胎干细胞的冷冻上。

有别於慢速冷冻法在降温的冷冻过程中会形成冰晶，进而造成胚胎的伤害，玻璃化冷冻技术的特色就是使细胞本身及冷冻溶液在冷冻时，呈现黏稠而不产生结晶的玻璃化状态，利用这种不结冰的原理以改善慢速冷冻之缺点。换言之，胚胎的冷冻保存与解冻的成败与否，不单是胚胎品质的好坏，同时必须靠冷冻保存中有无一个完全无结冰生成的冷冻过程。而玻璃化冷冻其高浓度冷冻保护剂和细胞间经一定时间平衡後，细胞体积可因脱水而减少30-50%，然後将之置入冷冻器材，再直接投入液态氮中使细胞瞬间玻璃化，在无冰晶形成下保存，以减少细胞内结冰造成伤害。