L'azoto liquido è un fluido criogenico. Viene talvolta utilizzato per il raffreddamento di apparecchiature scientifiche, per la crioconservazione di campioni biologici, e per altri processi nei quali è necessario ottenere o conservare temperature estremamente basse (circa -210 °C e -195 °C).
In biologia l'azoto liquido viene adoperato per la conservazione di materiale biologico o di origine biologica per lunghi periodi. Viene dunque adoperato per lo stoccaggio (in appositi dewar dotati di particolari alloggiamenti) di linee cellulari adoperate nella ricerca scientifica, di campioni di liquido seminale o per la conservazione a lungo termine di proteine particolarmente labili.
Nell’industria alimentare viene utilizzato nella macinazione di numerosi alimenti per assorbire il calore generato dall'attrito, che potrebbe causare l'eccessivo riscaldamento del prodotto provocandone la fusione e la formazione di grumi indesiderati o la degradazione termica ed anche nella disinfestazione di cimici ed altri insetti.In itticoltura l'azoto liquido viene usato per il controllo della temperatura dell'acqua.
Nelle tecnologie edili viene utilizzato nello scavo di tunnel o pozzi in terreni umidi, congelando il terreno si possono prevenire allagamenti e permettere quindi agli addetti di lavorare in condizioni di maggiore sicurezza.
In
Metallurgia e siderurgia si impiega l'azoto liquido per raffreddare le scorie, per la tempra criogenica. Inoltre, nel campo informatico, l'azoto liquido è usato come refrigerante in alcuni sistemi di raffreddamento per computer.
Un altro utilizzo sempre più diffuso è quello della crioterapia con azoto liquido, detta anche terapia del freddo, è un trattamento puramente locale utilizzato in ambito dermatologico per la cura di diverse patologie, attraverso un rapido e controllato abbassamento della temperatura sulla parte di cute interessata con l’applicazione di azoto liquido.