超低温冰箱的制冷系统基本采用复叠式制冷的工作原理，选用两台全封闭压缩机作为高、低温级压缩机使用。低温级蒸发器的紫铜管以盘管形式直接盘附于内箱体外侧，并用导热胶泥填堵于盘管与箱壁之间的缝隙中，以增加热交换效果。冷凝蒸发器为壳管式结构，内部为四管螺纹型紫铜管，采用逆流式热交换方式。

超低温冰箱一般有卧式和立式两种箱体。内箱体一般分为多个承物层，每层均设计有可独立开关的内门。外箱体一般由五块冷轧钢板相互直接拼接而成。箱体内外各有60mm和80mm的聚亚氨脂泡沫材料构成。自动调温器为铂电阻敏感器，用于对温度的精确控制。制冷剂现在一般采用环保型制冷剂，以达到环保要求。

当遇到警报器启动报警时，通常可通过以下方面进行检查：

第一，检查电源是否有问题或插头是否被拉出插座。

第二，检查内部温度计是否超出合适的范围，在此情况下，物品置人会使冰箱升温，并触发警报器。

第三，检查是否一次性置人物品过多。

如果制冷效果差，冰箱不停机，散热管不热，蒸发器有很小气流声，这些是因为慢渗漏造成制冷剂严重缺损的缘故。在实际使用过程中，还会遇到许多其他问题，这类问题的解决方法需要不断地积累经验方可排除障碍，使得超低温冰箱达到良好的工作状态。