У техніці кріотерапії використовується руйнівна сила холодового ушкодження нормальних і неопластичних епітеліальних клітин зони трансформації. Закис азоту (N2O) або вуглекислий газ (CO2) використовуються для викликання ефекту заморожування шийки матки. Температура будь-якого з газів при виведенні зі стисненого стану до атмосферного тиску падає до -60 - -80 °C. Коли газ подається на шийку матки через зонд, температура тканини знижується до -20 °C, що викликає незворотнє пошкодження епітеліальних клітин. Зруйновані клітини вивільняються і поступово замінюються здоровим епітелієм протягом кількох тижнів. Холодова травма також пошкоджує тканини шийки матки на глибину до 7 мм від поверхні. В результаті будь-який CIN, що поширюється на крипти (зазвичай максимальна довжина крипти становить 5 мм), адекватно лікується за допомогою кріотерапії. Ектоцервікс має розріджені чутливі нервові закінчення. В результаті ектоцервікальна процедура, як кріотерапія, не вимагає анестезії.

Кріотерапія може використовуватися для лікування будь-якого ступеня передраку шийки матки (CIN 1, CIN 2 або CIN 3) за гістологією, якщо шийка матки відповідає критеріям, описаним раніше для абляційного лікування. Передраки шийки матки, підозрювані під час кольпоскопії (підхід «кольпоскопія та лікування») і які відповідають критеріям, можна лікувати за допомогою кріотерапії без гістопатологічної перевірки. У підході «скринінг і лікування» кріотерапію можна проводити для жінок з VIA або ВПЛ, які відповідають вищезазначеним критеріям без кольпоскопічної або гістопатологічної перевірки. Очікується значна кількість «надмірного лікування» або під час кольпоскопії та лікування, або підходу до скринінгу та лікування, оскільки багато жінок з кольпоскопічно підозрюваним на CIN або позитивними результатами тесту VIA чи ВПЛ можуть не мати жодного CIN тим не менш, переваги значно перевішують негатив від надмірного лікування.