极低温制冷机，是实现极低温环境，一般用于科研领域的关键仪器。温度是一种基本物理量，在低温条件下可发现和观察超导、超流、量子效应等重要现象，较多研究只能在低温条件下进行，因此极低温制冷机作为物理学领域的科学仪器具有重要地位。
最早问世的极低温制冷机是基于氦的同位素4He研发的，在实验室中突破了自然界最低温度下限，之后，更低温度的极低温制冷机仍在不断研发问世。量子计算机在正常运行时需要极低温环境，极低温制冷机可以帮助实现，此外，极低温制冷机还可以应用在低温物理、纳米材料、暗物质、引力波等科学研究领域。
根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2025年极低温制冷机行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示，现阶段，按照制造原理来划分，极低温制冷机主要有He-3制冷机、稀释制冷机、绝热去磁制冷机等类型。He-3制冷机，于2008年开始使用，基于He-3（氦-3、3He，氦的同位素）研发，可提供300Mk-30K的温区，实现极低温环境；稀释制冷机，是基于He-3与4He的混合液体研发制造；绝热去磁制冷机，是对液体He-3抽真空来实现。
2020年9月，北京大学量子材料科学中心团队成功搭建了能够获得0.090mK极低温环境的无液氦消耗核绝热去磁制冷机，在目前所有无液氦消耗制冷机中，此设备能达到的温度最低。2021年7月，中国科学院物理研究所在高端极低温仪器研制上取得突破性进展，完全自主研制出无液氦稀释制冷机，可实现10.9mK以下极低温连续稳定运行，性能基本达到了国际主流产品水平，可用于量子计算等前沿研究领域。
He-3的热核反应堆中没有中子，作为能源使用不会产生辐射，安全性高，但自然界中He-3储量极少，且提取工艺复杂，全球供应极为紧张，因此研发无He-3极低温制冷机重要性突出。我国“十四五”国家重点研发计划“物态调控”重点专项中提出，针对极低温环境在物态研究中的重要地位，以及当前主流制冷机依赖匮乏资源He-3的现状，研制不需要He-3、可以稳定维持低温环境的新一代制冷机（无He-3极低温制冷机）。
新思界
行业分析人士表示，低温条件下可发现、观察、研究多种重要物理现象，随着科技进步，极低温环境在科研中地位越来越重要，极低温制冷机成为物理学领域的关键仪器。现阶段，主流的极低温制冷机均需要利用He-3，而He-3资源稀缺，成本高且供应少，随着科研需求增长，无He-3极低温制冷机研发需求日益迫切，未来发展前景更为广阔。
