跨临界二氧化碳制冷，以二氧化碳为制冷剂，在跨临界状态下，加压使二氧化碳液化来释放热量，减压使二氧化碳气化来吸收热量，以此循环实现制冷。
　　二氧化碳（CO2），无色无味气体，无毒、不可燃烧、无腐蚀性，来源广泛、易于获取、价格低廉。二氧化碳ODP（臭氧消耗潜势值）为0，GWP（全球变暖潜能值）为1。二氧化碳流动阻力小、换热能力强、流动传热特性优良，单位制冷量大、制冷性能优良，是一种具有环保特性的天然制冷剂。
　　二氧化碳的沸点（升华温度）-78.5℃，临界温度31.3℃，临界压力7.39MPa。跨临界二氧化碳制冷的工作原理是，在低压侧，蒸发温度低于临界温度，压缩机吸气压力低于临界压力，在亚临界条件下，二氧化碳呈液态在蒸发器内吸热蒸发，实现对外制冷；在高压侧，压缩机排气压力高于临界压力，在超临界条件下，二氧化碳呈气态定压放热，在气体冷却器内向外排热。
　　跨临界二氧化碳制冷具有环保、安全，传热性能优异、换热效率高，适用温度范围广、适应-50℃~90℃宽温区，压缩比小、能耗低等优点，可以广泛应用在工业制冷、船舶制冷、冷链仓储物流、冷冻零售、体育赛事等多个领域，特别是在低温制冷场景中表现优异，例如用来制冰、冷冻食品等。
　　跨临界二氧化碳制冷也存在不足之处，例如：二氧化碳临界压力高，制冷系统运行压力大，特别是高压侧相关零部件的结构设计、材料选择、制造工艺等要求高；高压侧与低压侧之间压差大，环境温度过高时，二氧化碳跨临界循环时节流损失大，导致制冷效率降低、能耗提高。因此，跨临界二氧化碳制冷循环系统研制难度大。
　　2022年北京冬奥会“二氧化碳跨临界直冷制冰系统”，是我国跨临界二氧化碳制冷技术代表性应用，其支撑了国家速滑馆5000平米冰面形成，控制冰面温差±0.5℃以内，这是全球首个采用跨临界二氧化碳制冷技术的冬奥速滑馆。
   在海外，丹麦丹佛斯（Danfoss）是代表性跨临界二氧化碳制冷技术与设备研制厂商之一，拥有压缩机到成套系统提供能力。在我国，中粮科工股份有限公司是代表性跨临界二氧化碳制冷技术与设备研制厂商，北京冬奥会国家速滑馆二氧化碳跨临界直冷制冰系统由其承担设计。目前，我国冷库采用跨临界二氧化碳制冷技术的比例低，中粮科工正在推动此技术向食品冷链领域发展。