精子冷冻是指将精子在超低温环境中长期保存的技术，一般是储存于-196℃的液氮罐中。此时精子的代谢活动停止，所以从理论上讲，冷冻精子可以长期持续保存。但具体保存期限尚不明确。有文献分别报道过使用冻存10年3个月和冻存21年的精子，成功通过辅助生殖获得健康新生儿的病例。但实际上，使用冷冻精子能否受孕成功，不在于冷冻时间，而取决于解冻后精子的活力。同时，还要考虑，精子冷冻时间过长而带来的社会伦理问题。
精子冷冻保存是一种相对成熟的技术，适用于以下人群：
1、严重的男性不育症患者，临床上为避免因取精失败而导致试管婴儿周期被迫取消，可提前冻存精液。
2、对于精神异常紧张或者经常出差的患者，可以提前将他们的精液进行冻存，避免在需要使用精液的时候不能够提供精液。而且有了冻存的备份精液，还可以减轻患者的思想负担，缓解紧张情绪，有利于使用时获得新鲜的精子。
3、对于肿瘤患者，应在放化疗前进行精液冻存，供以后生育之用。
4、精子库对供精精液的保存，依赖于精子冷冻技术。