É uma ciência que estuda temperaturas muito baixas (próximas do zero absoluto), assim como as técnicas para as produzir e as propriedades específicas e elas associadas, como a diminuição da resistência elétrica (ver supercondutividade).
As temperaturas baixas podem ser obtidas através do efeito de Joule-Thomsom (arrefecimento de um gás quando este se expande através de um estrangulamento, numa região de baixa pressão, forçando-o a realizar trabalho). Gases como o hidrogénio, oxigénio e hélio podem ser liquefeitos deste modo, alcançando-se temperaturas da ordem dos 0,3 K, a baixas pressões. Um maior abaixamento da temperatura requer a utilização de métodos magnéticos. Uma substância magnética em contacto com a substância que se pretende arrefecer e com hélio líquido é magnetizado por um campo magnético forte. O calor gerado é absorvido pelo hélio. Quando a substância está desmagnetizada, a sua temperatura decresce; Temperaturas na ordem de 10 elevado a -3 K têm sido atingidas desta forma. Um processo semelhante, a expansão adiabática nuclear, foi utilizada para produzir a temperatura mais baixa do que há registo: 2x10 elevado -9 K, alcançada por uma equipa de cientistas finlandesas, em 1989. As temperaturas próximas do zero absoluto, algumas substâncias exibem propriedades invulgares. Alguns metais, como o mercúrio e o chumbo, adquirem supercondutividade. O hélio líquido perde a viscosidade, convertendo-se num super fluído abaixo de 2 K e escoando sem atrito.
A criogenia tem várias aplicações praticas. A crio terapia é um processo utilizado em cirurgia ocular, em que uma sonda congelada é aplicada momentaneamente na parte exterior do olho para reparar danos na retina. Os componentes eletrónicos, que poderiam ser utilizados em computadores muito rápidos, necessitam de temperaturas muito baixas para funcionar. Os sistemas de levitação magnética têm de ser mantidos a baixas temperaturas. A comida congelada pode manter-se durante anos e a congelação de óvulos, esperma e embriões é hoje prática corrente.