Эффективность криодеструкции зависит от качества визуализации процесса, быстрого замораживания и медленного оттаивания ткани, а также от проведения повторного цикла замораживания-оттаивания. Основными факторами, оказывающими повреждающее действие на ткань при воздействии низких температур, являются формирование внутриклеточных и внеклеточных кристаллов льда, повышение концентрации электролитов, а также механическое повреждение структурных компонентов клетки. Тепловые параметры, используемые в прошлом при криотерапии, были неточны, что приводило к неэффективности лечения. Проведенные современные теоретические и экспериментальные исследования как in vitro так и in vivo показали, что достижение температуры ниже минус 40 °С является летальным для раковых клеток.

Экспериментальные работы на биологических моделях связаны с ограничениями, которые обусловлены активизацией гидролитических ферментов в ответ на угасание жизнедеятельности организма. Дезорганизация ферментных систем приводит к сдвигу рН в кислую сторону, вызывая распад биологических структур организм. Несмотря на то, что в настоящее время криохирургия становится перспективным методом лечения различных онкологических заболеваний, ее применение невозможно без экспериментального обоснования. В результате проведенных собственных исследований впервые получены данные об особенностях криоповреждающего действия низкой температуры, а также выявлена зависимость результата криовоздействия от использованных различных методических приемов и указаний. Определение пороговых значений критической температуры для гибели клеток, а также понимание процессов замораживания и оттаивания способны значительно повысить эффективность проводимой процедуры.