Механическую обработку можно осуществлять не только в сочетании с нагревом, но и с охлаждением обрабатываемых деталей. Существенной особенностью процесса резания металлов при низких температурах является частичный переход обрабатываемого металла из вязкого в хрупкое состояние. Это интенсифицирует процесс резания благодаря уменьшению работы пластической деформации и облегчению процесса стружкообразования, особенно при обработке вязких сталей. Кроме того, низкотемпературное охлаждение повышает качество обработанной поверхности, так как сокращается наростообразование на режущей кромке инструмента, и позволяет повысить скорость резания при обработке. Технологически наиболее просто могут быть оформлены системы с охлаждением деталей, которые крепятся на столе станка, в этом случае подача хладогента к охлаждаемому изделию упрощается.

Обработка холодом шлифованных деталей. При шлифовании стальных закаленных деталей в тонких поверхностных слоях образуется большое количество тепла, приводящее к их вторичному отпуску с образованием аустенита из мартенсита. Толщина этих слоев составляет 0,01-0,08 мм и отличается пониженными механическими свойствами. Обработка глубоким охлаждением в процессе шлифования деталей значительно снижает количество остаточного аустенита.

Снятие облоя и заусенцев на резиновых деталях. Как известно, облой представляет собой тонкостенное ребро, охватывающее деталь по всему периметру разъема пресс-формы. На деталях, изготавливаемых резанием, остаются заусенцы. Процесс удаления ликвидов с резиновых деталей, преимущественно ручной и очень трудоемкий, удается упростить путем охлаждения резины. При этом твердость резины резко повышается, и ее удается использовать для обработки технологическими методами удаления облоя и заусенцев, применяющимися для металлических деталей, в том числе галтовки и вибрационной обработки. В этих случаях детали охлаждают либо предварительно в камерах холодильных установок, либо непосредственно в галтовочных барабанах или рабочих камерах вибрационных станков. В качестве хладагентов чаще всего применяют сухой лед или жидкий азот.