Механизм действия криопротекторов заключается в защите биологических тканей от повреждения замораживанием. 2

Некоторые аспекты этого механизма:

• Снижение температуры стеклования. 12 Криопротекторы предотвращают эффективное замерзание, и система сохраняет некоторую гибкость в стеклообразной фазе. 1
• Образование водородных связей. 12 Многие криопротекторы функционируют, образуя водородные связи с биологическими молекулами при замене молекул воды. 1 Водородная связь в водных растворах важна для правильного функционирования белков и ДНК. 1
• Блокирование роста больших кристаллов льда. 3 Это достигается с помощью принудительной кристаллизации воды при температурах, близких к 0 °C, или на процессе стеклования внутриклеточных и межклеточных жидкостей. 3
• Защита уже образовавшихся кристаллов льда. 1 Например, белки-антифризы связываются с маленькими кристаллами льда и препятствуют их росту и перекристаллизации. 1

В результате получаемые кристаллы остаются мелкими, лёд становится мелкозернистым и не может разрушить структуры клетки, даже если промерзнет. 1 После оттаивания клетка возобновляет свои нормальные функции. 1