Proces zaczęto stosować wobec ludzi w latach 50., kiedy uzyskano ciążę po zapłodnieniu zamrożoną spermą. Jednakże szybkie zanurzanie próbek (jak embriony, szpik kostny, komórki macierzyste) w ciekłym azocie nie zapewniało im wystarczającej żywotności, aby móc użyć ich po rozmrożeniu. Lepsze zrozumienie mechanizmów uszkodzeń komórek spowodowanych zamrożeniem pozwoliło docenić wagę kontrolowanego lub powolnego ochładzania, w celu zapewnienia maksymalnej przeżywalności żywych komórek po rozmrożeniu. Okazało się niezbędne kontrolowanie poziomów procesu ochładzania, pozwalające próbkom biologicznym zrównoważyć osmotyczne parametry krioprotektantu.
Zdolność krioprotektantów, którymi we wczesnych przypadkach był glicerol, do ochrony komórek przed uszkodzeniem związanym z zamarzaniem, została odkryta przypadkowo. Uszkodzenia wynikłe z zamrażania mają dwa aspekty: bezpośrednie uszkodzenia przez kryształki lodu oraz wtórne, spowodowane wzrostem stężenia substancji w miarę tworzenia się lodu. W 1963 Peter Mazur, w Oak Ridge National Laboratory w USA, pokazał, że śmiertelnego zamarzania wewnątrzkomórkowego można uniknąć, jeśli ochładzanie będzie przebiegać wystarczająco powoli, aby odpowiednia ilość wody opuściła komórkę w czasie stopniowego zamarzania płynu pozakomórkowego.