Криогенный способ, или обработка холодом, проводится путем охлаждения стали до криогенных температур, то есть до -40…-150°С, на определенный период времени; затем обрабатываемый материал какое-то время находится в среде с данной температурой и затем медленно возвращается в среду с нормально комнатной температурой. Процесс криогенной обработки контролируется и ведется при помощи компьютера, ибо компьютер прекрасно регулирует понижение температуры, а затем и медленный регулируемый прирост температуры. Такое медленное возвращение к комнатной температуре необходимо во избежание криогенного шока металла, что, в свою очередь, может вызвать трещины и разломы в материале или же даже разломы во внутренней молекулярной структуре. Данная процедура проводится для превращения остаточного аустенита в тетрагональный мартенсит. Криогенная обработка позволяет улучшить механические и режущие свойства инструментов, повысить их износостойкость и твердость. Кроме того, путем криогенной обработки можно повысить износостойкость контрольно-измерительных инструментов, форм для пресса и штампов, изготовленных из высокоуглеродистых и легированных сталей. На этом положительный эффект, оказываемый криогенной обработкой, не исчерпывает себя. Помимо всего прочего, увеличивается твердость коррозийно-стойких сталей, имеющих повышенное содержание углерода, улучшается качество поверхностного слоя, который подвергается полированию или доводке.
В качестве криоагентов обычно выступают твердый углекислый газ, или сухой лед), жидкие азот, кислород и воздух (смесь жидкого кислорода и азота).