Nhiệt tiềm ẩn và nhiệt lượng được hấp thụ bởi thực phẩm chứa nitơ lỏng khi tiếp xúc với thực phẩm sẽ khiến thực phẩm bị đóng băng. Nitơ lỏng được đẩy ra khỏi thùng chứa, đột ngột thay đổi về nhiệt độ và áp suất bình thường, đồng thời chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí. Trong quá trình thay đổi pha này, nitơ lỏng sôi và bay hơi ở -195,8oC để trở thành nitơ khí, và ẩn nhiệt bay hơi là 199 kJ/kg; nếu -195,8 Khi nhiệt độ tăng lên -20 °C dưới nitơ ở áp suất khí quyển, nó có thể hấp thụ 183,89 kJ/kg nhiệt hiện (nhiệt dung riêng được tính là 1,05 kJ/(kg?K)), được hấp thụ bởi nhiệt bay hơi và nhiệt nhạy cảm được hấp thụ trong quá trình thay đổi pha nitơ lỏng. Nhiệt lượng có thể đạt tới 383 kJ/kg.
Trong quá trình cấp đông thực phẩm, do một lượng nhiệt lớn bị lấy đi ngay lập tức nên nhiệt độ của thực phẩm được làm lạnh nhanh từ ngoài vào trong để đông lạnh. Công nghệ đông lạnh nhanh nitơ lỏng sử dụng nitơ lỏng làm nguồn lạnh, không gây hại cho môi trường. So với làm lạnh cơ học truyền thống, nó có thể đạt được nhiệt độ thấp hơn và tốc độ làm mát cao hơn. Công nghệ cấp đông nhanh nitơ lỏng có tốc độ cấp đông nhanh, thời gian cấp đông ngắn, thực phẩm có chất lượng tốt, độ an toàn cao và không gây ô nhiễm.
Công nghệ cấp đông nhanh nitơ lỏng đã được ứng dụng rộng rãi trong cấp đông nhanh các sản phẩm thủy sản như tôm, cá mồi trắng, cua sinh học, bào ngư. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng tôm được xử lý bằng công nghệ đông lạnh nhanh bằng nitơ lỏng có thể duy trì độ tươi, màu sắc và mùi vị cao. Không chỉ vậy, một số vi khuẩn còn có thể bị tiêu diệt hoặc ngừng sinh sản ở nhiệt độ thấp để đạt được yêu cầu vệ sinh cao hơn.