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美国怀特州立大学的S.Y.Hong和印度工学院的S.Paul分别在车削和磨削加工中对液氮冷却进行了理论和试验研究，结果表明，在超低温加工状态下，刀具材料能够保持良好的切削性能，可提高切削效率和加工质量；同时液氮可显著降低磨削区温度，减少磨削烧伤。液氮冷却的另一种利用方法是间接利用，即不将液氮直接喷射到切削区。
美国林肯大学的Z.Y.Wang在多晶体CBN刀具上部的方盒内储存液氮，由进口输入，从出口流出，用这种方式车削烧结氮化硅时，刀具寿命延长了10倍，磨损降低1/4。美国标准和技术国际研究所的Evans用金刚石刀具切削不锈钢时，利用液氮冷却刀杆或夹具，减少了刀具磨损，加工表面粗糙度低于Ra0.025μm。 喷气冷却也是液氮的利用方式之一，直接用于切削冷却的不是氮气本身，而是被液氮冷却过的气体。
日本学者研制的喷气冷却磨削系统就是利用液氮冷却过的超低温(-50°以下)气体直接喷吹于磨削部位，砂轮为金属清洗剂 经固体润滑剂处理或添加了极少量超精植物油的CBN砂轮。试验表明，磨削后工件材料的残余压应力比使用磨削液时要大，且残余应力的分布区域变宽，可显著提高零件的抗疲劳强度和使用寿命。
液氮冷却切削是使用低沸点（-196℃）介质，在压力作用下利用液氮特性将氮气发生装置所生成的氮气以液氮形式送入切削点，代替大量油剂的切削方法。这种干式冷却不仅能冷却刀具、有助快速断屑和延长刀具寿命外，还具有干切削加工所具有的众多经济、技术和生态效益。
液氮冷却的低温切削主要有两种方式：一是在一定压力下将液氮罐中的液氮直接浇注到切削区；二是以液氮受热蒸发循环间接冷却刀具或工件。利用液氮为切削液进行超低温切削时，超低温流体会在切削区形成局部低温状态，在此状态下利用工件材料的低温脆性，使其塑性，韧性降低，从而完成切屑和工件的分离，同时能保证刀具在低温状态喜爱切削，减少刀具的磨损，改善工件的加工精度。采用液氮冷却的优势。
保证准确的尺寸公差。利用液氮可以去除切削过程中产生的热，使加工中的工件保持恒温。工件保持恒温可以保障恒定的切削条件，有效地切削降低切削温度和减少钛和刀具材料之间的化学亲和力，抑制切削区温升和道具磨损速度，从而保证精度的尺寸公差。
提高刀具的使用寿命。液态氮还将刀具保持在极冷状态，低温冷冻改变陶瓷刀具的特征，使他们变得强度更高，硬度更高，韧性更大。陶瓷刀具的低温制冷还可以对那些淬硬材料进行断续切割。
改善加工表面质量。冷的氮气可以淬冷工件，进而提高工件表面硬度。采用液氮冷却，应考虑一下技术要点：挥发的氮气与工件，刀具之间会形成气体分界层，该分界层会阻碍热量的传递，因此需要考虑在液氮中悬置专用固体粒子，结合击打刀具和工件的气体速度，这些粒子会破坏气体分界层，液氮通过可以调整其流速的喷嘴到刀具和工件上。
氮气是大气中含量最多的成分，液氮作为制氧工业的副产品，资源十分丰富。以液氮作为切削液，使用后直接挥发成气体返回大气中，不会产生任何污染物。液氮目前虽不可能完全取代切削液，但不可否认的是，液氮在机加工已经有所运用。从环保角度看，是一种极有前途的切削液替代品。
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