滲透性冷凍保護劑主要包括二甲基亞砜、甘油、乙二醇、丙二醇、乙酰胺、甲醇等。其保護機制是在細胞冷凍懸液*凝固之前，滲透到細胞內，在細胞內外產生一定的摩爾濃度，降低細胞內外未結冰溶液中電解質的濃度，從而保護細胞免受高濃度電解質的損傷同時。細胞內水分也不會過分外滲，避免了細胞過分脫水皺縮。滲透性冷凍保護劑的作用：

1、滲入細胞內，降低細胞內外滲透壓的差距。當細胞外凍結時，減輕細胞皺縮的程度和速度。2、細胞外保護劑的存在，可以降低細胞外液中溶質的濃度，減少高濃度溶質對細胞的損壞。3、能與細胞內水分及電解質結合的特性，導致水合結構蛋白的穩定，發揮抗凍作用。

4、僅對慢速冷凍有保護作用。在使用滲透性冷凍保護劑時，需要一定時間進行預冷，在細胞內外達到平衡以起到充分的保護作用。目前使用較多的是二甲基亞砜、甘油、乙二醇和丙二醇等。細胞預凍方法分為逐步預凍法和快速冷凍法。前者是先將細胞外水進行凍結，使細胞內水向細胞外滲透，細胞內水失水達到一定程度，適宜保護細胞的活性。后者是玻璃化凍存技術，提高保護劑濃度加快預凍速度，細胞內凍結冰晶體積小，出現玻璃裝凍結現象，實現凍存目的。