利用液氮作為制冷劑直接冷凍食品在國際上從20世紀60年代開始發展，到80年代逐漸成熟。現在它已被廣泛應用於除蔬菜以外的各種食品中。液氮冷凍的原理是將低溫液氮直接噴在食品上，利用常壓下汽化的極低溫度(-196℃)和物質表面直接汽化的高傳熱系數，使食品快速深度冷凍。冷凍1kg食品，液氮的消耗量在0.7-2kg之間，視物料的品種和大小而定。空氣中氮的含量是75%。液氮壹般是制氧的副產品，融化後還原到大氣中，對環境沒有汙染。液氮速凍機為隧道式，保溫板為聚氨酯泡沫夾層，雙面不銹鋼面板，物料傳輸為不銹鋼網帶，由調速電機驅動。設備可以升高和降低，在維護和清潔時也可以升高。隧道由預冷段、噴霧段和均溫段組成。
預冷段主要用於對物料進行適度預冷，以充分利用液氮汽化後的顯熱，避免較厚物料在深凍時因溫差過大而出現開裂的傾向；在噴射段，液滴在液氮罐的壓力下通過噴嘴直接噴射到物料表面進行速凍，在均溫段，物料表面未完全汽化的液滴可以完全汽化。汽化的低溫氮氣被抽風機抽出，物料和低溫氮氣被風機攪拌並被抽風機吸到不銹鋼網帶上進行逆流換熱。由於冷凍時間短，液氮直接汽化傳熱，冷凍產品的幹耗比空冷小得多。目前，液氮冷凍法在國外已廣泛應用於海鮮、全魚、肉餅、肉塊、餡餅、漢堡、冰淇淋硬化等領域。