Kriohladilnik je naprava, ki se uporablja za hlajenje okolja in vsega v njem na izjemno nizke temperature. Običajno se uporablja v znanstvenih in inženirskih aplikacijah, zasnovan je za doseganje temperatur, ki so precej nižje od tistih, ki jih dosegajo standardne naprave. Za tisto, kar se šteje za kriohladilnik, ni uradno določene temperaturne zahteve. Naprava, ki se lahko ohladi na približno -238 stopinj Fahrenheita (ali približno -150 stopinj Celzija) ali hladneje, pa se običajno imenuje kriohladilnik.
Čeprav obstaja več vrst krioohlajevalnikov, večina deluje na neki različici skupnega procesa. Plin običajno kroži skozi zaprt cikel, da absorbira toploto iz notranjosti naprave in jo prenese v zunanje okolje. Ta plin je lahko vodik, helij ali kakšen drug plin ali mešanica plinov. Sposobnost naprave, da ohladi svoje notranje okolje, je v veliki meri odvisna od termodinamičnih lastnosti plina, ki kroži skozi sistem.
Cikli hlajenja v teh napravah se običajno začnejo s stiskanjem plina v kompresorju. Ko stisnjen plin prehaja skozi toplotni izmenjevalnik, absorbira toploto iz notranjosti kriohladilnika in tako ohladi vse v njem. Ko ta plin absorbira toploto pri konstantni prostornini v toplotnem izmenjevalniku, se njegov tlak poveča. V naslednjem delu cikla se poveča v prostornini in njen tlak se zmanjša. Končno se vrne v kompresor, ki zaključi zaprto zanko skozi cikel in začne ponovno krožiti skozi cikel.
Kriohladilnik se lahko včasih napačno imenuje kriostat. Vendar je med obema majhna, a izrazita razlika. Kriostat se uporablja za vzdrževanje kriogenih temperatur, ki so že na mestu, običajno pasivno, na primer z izolacijo. Po drugi strani pa kriohladilnik aktivno deluje za hlajenje okolja na kriogene temperature in ne le za vzdrževanje okoljskih pogojev, ki že obstajajo. To razliko si lahko predstavljamo kot podobno razliki med termosom in hladilnikom.
Na voljo je veliko vrst kriohladilnikov z različnimi prednostmi in funkcijami, primernimi za najrazličnejše aplikacije. Običajne vrste kriohladilnikov vključujejo hladilnik Joule–Thomson, hladilnik Gifford–McMahon, hladilnik Stirling, hladilnik s pulzno cevjo in hladilnik za adiabatno razmagnetizacijo. Čeprav so kriohladilniki Joule-Thomson bistveno manj učinkoviti od mnogih drugih naprav, zagotavljajo prednosti v zanesljivosti in nizki ravni električnega in mehanskega hrupa. Hladilniki Gifford-McMahon po drugi strani ustvarjajo nekaj tresljajev zaradi bata, ki potiska plin skozi sistem. Vendar pa uporabniku ponujajo prilagodljivost, saj jih je mogoče upravljati v kateri koli usmeritvi.
Posebna pozornost je običajno namenjena izbiri kriohladilnika za uporabo v vesolju. V takšnih aplikacijah je treba moč običajno uporabiti učinkovito, popravilo pa je izjemno drago ali celo nemogoče – na primer pri misijah na druge planete. Stirlingovi hladilniki, znani po zanesljivosti in učinkovitosti, so prvi, ki so bili uspešno uporabljeni v vesolju. S še večjo zanesljivostjo kot Stirlingovi hladilniki, se pulzni cevni hladilniki pogosto izberejo za prostor, čeprav so običajno nekoliko manj učinkoviti. Hladilnik za adiabatno demagnetizacijo je mogoče izbrati tudi zaradi njegove odlične učinkovitosti in sposobnosti delovanja v okoljih brez gravitacije.
Obstajajo številna področja, na katerih imajo kriohladilniki ključno vlogo. Ti vključujejo medicinske, avtomobilske in vesoljske aplikacije, uporabo v znanstvenih raziskavah in vojaških operacijah in drugo. Na primer, kriogeno utrjevanje kovinskih komponent lahko spremeni njihove fizikalne lastnosti, poveča trdnost, trdoto in odpornost proti obrabi. Infrardeči senzorji, ki se uporabljajo pri satelitskem nadzoru in vodenju raket, pa tudi pri atmosferskih študijah in še več, običajno zahtevajo kriogeno hlajenje.