I principali stress fisici associati alla crioconservazione cellulare sono le lesioni criogeniche e la formazione di cristalli di ghiaccio. In effetti, brusche riduzioni della temperatura portano a lesioni da freddo nelle strutture sensibili alla temperatura, influenzando le loro funzioni, ad esempio alterando la permeabilità della membrana o danneggiando organelli intracellulari (cioè citoscheletro o fuso meiotico) quando si crioconservano gli ovociti. Inoltre, dato che le cellule contengono un'elevata quantità di acqua, durante il raffreddamento a temperature sotto zero potrebbe verificarsi una transizione da acqua a ghiaccio, che porta alla formazione di cristalli di ghiaccio, che può causare lesioni alle cellule e, eventualmente, la morte delle cellule stesse. Ciò è particolarmente vero per gli ovociti, essendo le cellule più grandi del corpo e anche quelle con il più alto contenuto di acqua.