低温的获得在物理学中，“低温”是指低于液态空气（81K）的温度。低温在现代技术与科学中有很重要的意义。在技术上，空气在低温液化后可以通过分流而得到氧气、氮气、氩气等供工业各方面应用。在生物科学上低温环境用来保存活体，例如现在已应用于良种奶牛精液的保存。用低温可以使某些材料具有超导性质。对低温条件下的物理现象的研究在理论上也具有重要意义，这方面最著名的例子是，吴健雄等人利用低温条件做的60co衰变实验证实了李政道、杨振宇提出的宇称不守恒理论，对粒子物理的发展产生了很大影响。 低温最初是通过空气的液化得到的，现在液态空气的产生已经很普遍了。一种空气液化装置就是用氢气做工质的制冷机，在其中氢气进行斯特林制冷循环，利用这种制冷机可以达到90K—12K的低温，将空气液化后就可以用分馏方法得到液氮、液氧。在很多实验中都用液氮来维持所需的低温。当气体进行近似的可逆绝热膨胀时，因对活塞或涡轮叶片做功而使自身温度降低。这也是液化气体获得低温的一种方法。
　　还有一种液化气体的方法是利用焦耳—汤姆逊效应，即气体经过气流膨胀会降温的效应。待液化气体先受压缩机A压缩而成为高温高压的再沿管道进入冷却器B，被水或空气冷却后仍保持相当大的压强，然后又被导入逆流换热器C的内管再从小口放入容器D中。由于小口有节流作用，所以气体从小口喷出后温度降低，低温低压的气体经过逆流换热器外套管而回到压缩机中重新被压缩。之所以用逆流换热器是想用经过节流的较冷的气体来冷却未经节流的气体，这样在节流后温度会更低。由于压缩机的工作，气体经过几次循环温度就还可以达到部分液化的程度。液化的气体可以从下面的管道取走。
　　节流降温方法的优点是，它在低温处没有运动部分，因而不需要润滑。但由于气体必须在低温某温度时通过节流才能降温，所以节流前必须预冷，实际上，常把节流膨胀和可逆绝热膨胀联合起来使用，先用可逆绝热膨胀是气体温度降低到所需的温度，然后再通过节流使之变成液态。液氦一般就是这样制取的，可达到4.2K的低温。 液体蒸发时要吸热，如果这时外界不供给热量，液体本身的温度就要降低。利用这种方法可以使液态气体温度进一步降低。
　　密闭的杜瓦瓶中装有液态气体。当用抽气机将液面上的蒸汽快速抽出时，液体温度就降得很低。通过这个方法用液态氢可达到1.25K的温度，用液态4He可达到1K，用液态3He可以达到0.3K。更低的温度是用顺磁质的绝热退磁而得到的。顺磁质的每个分子都具有固有的磁矩，它的行为像一个微小的磁体一样，在磁场的作用下要沿磁场排列起来。此时若将顺磁质和外界绝热隔离，当撤去外磁场时，由于它的内能减小，温度就要降低。一种这样的装置。装顺磁盐（如硝酸铈镁）的容器安置在液氦内的两个超导磁极中间，现在容器上通入氦气。当磁场加上时，顺磁盐被磁化而温度升高。这时它周围的氦气作为导热剂使它很快与周围液态氦达到热平衡。然后抽走容器中的氦气使顺磁盐与外界绝热。这时再撤去磁场，顺磁质的温度就可以降到210甚至310K。如果在这样的低温下，再 用类似的步骤是原子核进行绝热退磁，就可以得到更低的温度。吴健雄在实验中就是用绝热退磁法得到所需的低温而证实了宇宙不对称的预言。1951年伦敦（F.London）提出了一 个稀释制冷的方法。
　　1978年根据这种想法制成的稀释制冷机已经可以保持3210K的低温。这种制冷机是根据4He和3He的混合液体箱变规律而设计的。由液态4He的抽气蒸发而而温度达到1.3K的3He液体被压入穿入 蒸发器的管道又被冷却一次，此后又穿过一个热交换器进一步冷却，然后进入最下面的混合室中。在混合室中3He和4He的混 合液体分为两相（即有明显分界面的两部分），上面是富3He的浓相，下面的贫3He的稀相。在这个温度下3He表现得相当活跃， 将由浓相向稀相大量扩散，而4He表现得惰性大，好像只是给3He提供了活动空间。它们的行为的差别需要用量子力学来说 明，但可以用液体在在空气中蒸发作类比。液体急速蒸发时温度要降低，此处，3He穿过分界面向稀相“蒸发时”温度也要降低。由于上面的真空泵不断抽走3He，这一“蒸发”就不断的继续进行，因此，这里的温度就可以达到3210K。 赫尔辛基工业大学的一个实验小组的低温系统用了一级稀释制冷和两级原子核绝热去磁，得到了8210K的低温。
　　1975年，亨斯（Hansch）和肖洛（Shawalow）提出可以利用对射激光束来冷却中性原子。这种激光冷却的方法在其后20年中得到很大发展。1995年曾利用此方法将铯原子冷却到2.8nK的低温。朱棣文等曾利用此方法将一群钠原子降到24pK的低温。