冷冻保护剂指的是所有能够在冷冻保护胚胎内细胞、预防或减轻冷冻胚胎复苏过程中东损伤的化学成分冷冻保护剂必须具有高度的水溶性，这样这样才能在冰晶形成的过程中，随着浓度的增加扣，仍然留在溶液中而不析出。另外为了保证胚胎的发育能力，冷冻保护剂必须具备胚胎毒性低的特点。但是要注意的是：如果胚胎在较高的温度下长时间地暴露于高浓度的冷冻保护剂中，胚胎的代谢仍将会受到这些保护剂的不良影响。冷冻保护剂通过脱水、调整渗透压、减少细胞内冰晶的形成并促进玻璃化、稳定细胞内蛋白质、调节细胞外电解质的作用来保护细胞在冷冻复苏程免遭损伤。
冷冻保护剂能够帮助细胞脱水防止细胞内内冰晶形成。在细胞外液中加入冷冻保护剂后，细胞外渗透压增加，超过生理情况下的300mOSm/L，使细胞内的水经过细胞膜渗透到细胞外；另外当细胞外液体中渗透压增加后，溶液的冰点降低，随着温度缓慢下降，细胞外形成冰晶，细胞外的渗透压进一步增加，冰点也随之改变，因此在降温过程中，细胞仍在逐步脱水冷冻保护剂能够漏 害。当细胞减弱高渗透性环境对胚胎的伤 逐渐渗暴露于高渗透压的环境时，细胞内水分，至细胞外，其中细胞内蛋白质、RADN等生物大分子的结合水也可能脱离，冷冻保护剂可以置换水分子而维持这些生物大分子的功能冷冻保护剂除了在降温过程中通过提高细胞外 的渗透压促进细胞的脱水在复减过程中也有重要 作用。通过在复苏液内添加适当的冷冻保护剂（通常为蔗糖）可以提高细胞外的渗透压，减少细胞内外渗透压的差距，防止复苏时水过快地进入细胞内，导致渗透性休克。冷冻保护剂从生物化学特性上分为渗透性冷冻保护剂、非渗透性冷冻保护剂和其他冷冻保护剂。
