Kryojäähdytin on laite, jota käytetään jäähdyttämään ympäristö ja kaikki sen sisällä erittäin kylmiin lämpötiloihin. Sitä käytetään tyypillisesti tieteellisissä ja teknisissä sovelluksissa, ja se on suunniteltu saavuttamaan lämpötiloja, jotka ovat selvästi alle tavanomaisten laitteiden saavuttamat lämpötilat. Kryojäähdyttimellä ei ole virallisesti määriteltyä lämpötilavaatimusta. Laitetta, joka voi jäähtyä noin -238 asteeseen (tai noin -150 celsiusasteeseen) tai kylmempään, kutsutaan kuitenkin yleensä kryojäähdytimeksi.
Vaikka kryojäähdyttimiä on useita tyyppejä, useimmat toimivat jonkin yhteisen prosessin muunnelmalla. Kaasua kierretään tyypillisesti suljetun kierron läpi lämmön absorboimiseksi laitteen sisältä ja sen siirtämiseksi ulkoympäristöön. Tämä kaasu voi olla vetyä, heliumia tai jotain muuta kaasua tai kaasuseosta. Laitteen kyky jäähdyttää sisäympäristöä riippuu suurelta osin järjestelmän läpi kiertävän kaasun termodynaamisista ominaisuuksista.
Näiden laitteiden jäähdytysjaksot alkavat tyypillisesti kaasun puristamisesta kompressoriin. Kun paineistettu kaasu kulkee lämmönvaihtimen läpi, se absorboi lämpöä jäähdyttimen sisältä ja jäähdyttää siten kaiken sen sisällä. Kun tämä kaasu absorboi lämpöä vakiotilavuudessa lämmönvaihtimessa, sen paine kasvaa. Sen tilavuus laajenee ja sen paine laskee syklin seuraavassa osassa. Lopuksi se palaa kompressoriin, joka suorittaa suljetun silmukan syklin läpi ja alkaa kiertää syklin läpi uudelleen.
Kryojäähdytintä voidaan joskus erehdyksessä kutsua kryostaatiksi. Näiden kahden välillä on kuitenkin pieni, mutta selvä ero. Kryostaattia käytetään pitämään kryogeeniset lämpötilat jo paikallaan, yleensä passiivisesti, kuten eristyksen kanssa. Toisaalta kryojäähdytin toimii aktiivisesti jäähdyttämään ympäristön kryogeenisiin lämpötiloihin eikä vain ylläpitämään jo olemassa olevia ympäristöolosuhteita. Tämä ero voidaan ajatella olevan samanlainen kuin ero termoksen ja jääkaapin välillä.
Saatavana on monenlaisia kryojäähdyttimiä, joilla on erilaisia etuja ja ominaisuuksia, jotka soveltuvat monenlaisiin sovelluksiin. Yleisiä kryojäähdyttimiä ovat Joule -Thomson -jäähdytin, Gifford -McMahon -jäähdytin, Stirling -jäähdytin, pulssiputkijääkaappi ja adiabaattinen demagnetisointijääkaappi. Vaikka ne ovat huomattavasti vähemmän tehokkaita kuin monet muut laitteet, Joule-Thomson -jäähdyttimet tarjoavat etuja luotettavuudessa ja alhaisissa sähköisissä ja mekaanisissa melutasoissa. Toisaalta Gifford-McMahon -jäähdyttimet tuottavat jonkin verran tärinää männän takia, joka työntää kaasun järjestelmän läpi. Ne tarjoavat kuitenkin käyttäjälle joustavuutta, koska niitä voidaan käyttää missä tahansa suunnassa.
Erityistä huomiota kiinnitetään tyypillisesti kryojäähdyttimen valintaan avaruudessa. Tällaisissa sovelluksissa sähköä on tyypillisesti käytettävä tehokkaasti ja korjaus on erittäin kallista tai jopa mahdotonta – esimerkiksi muilla planeetoilla tehtävissä tehtävissä. Sekä luotettavuudesta että tehokkuudesta tunnetut Stirling -jäähdyttimet ovat ensimmäisiä, joita on käytetty menestyksekkäästi avaruudessa. Stirling -jäähdyttimiä vieläkin luotettavammin pulssiputkijäähdyttimet valitaan usein tilaan, vaikka ne ovat yleensä hieman vähemmän tehokkaita. Adiabaattinen demagnetisointijääkaappi voidaan valita myös sen erinomaisen tehokkuuden ja kyvyn vuoksi toimia nollapainotuksisissa ympäristöissä.
Kryojäähdyttimillä on lukuisia aloja, joilla on tärkeä rooli. Näitä ovat lääketieteelliset, auto- ja ilmailualan sovellukset, käyttö tieteellisessä tutkimuksessa ja sotilasoperaatioissa ja paljon muuta. Esimerkiksi metallikomponenttien kryogeeninen karkaisu voi muuttaa niiden fyysisiä ominaisuuksia, lisätä lujuutta, kovuutta ja kulutuskestävyyttä. Satelliittipohjaisessa seurannassa ja ohjusohjauksessa käytetyt infrapuna-anturit sekä ilmakehän tutkimukset ja paljon muuta vaativat tyypillisesti kryogeenistä jäähdytystä.