腫瘤細胞很多化合物都可以作為凍存保護劑，它們既可以單獨使用也可以聯合使用，例如糖、血清和去污劑。雖然凍存沒有的準則，但是大家普遍認為二甲基亞砜（DMSO）和甘油是保護活細胞和組織使用zui廣泛且zui有效的凍存保護劑。其他凍存保護劑可根據情況使用，可單獨使用也可聯合使用，包括：聚乙烯乙二醇（polyethylene glycol），丙烯乙二醇（propylene  glycol），甘油（glycerine），聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrolidone），山梨醇（sorbitol），右旋糖苷（dextran），海藻糖（trehalose）。
凍存組織和整個器官的需求，促進了凍存方法的發展，新方法也提高了凍存腫瘤細胞和有機體的復蘇。這些方法包括改變凍存保護劑的濃度和加入添加劑，避免凍存過程引發的細胞調亡或 程序性死亡。多年來人們一直認為，是凍存過程中產生的細胞內物理變化或損壞，造成凍存后細胞的死亡。而zui近有研究發現，一些更為精細的胞內活動可能導致了細胞死亡，而這些活動可在一定程度上受控于適當的凍存添加劑。
凍存過程中，凍存保護劑有多種功能。例如，DMSO 可以降低冰點，促進細胞在胞內冰晶形成之前脫水更加*。普遍認為，當凍存保護劑可有效穿透細胞，延遲胞內冰晶形成，降低溶液效應時，凍存保護的效果*。另外，需要根據凍存的細胞類型來選擇凍存保護劑。對絕大多數細胞來說，甘油是更好的選擇，因為它的毒性比DMSO 小。但是，DMSO 具有更好的滲透性， 通常作為較大型較復雜的細胞凍存，如原生生物。在添加到細胞懸液之前，凍存保護劑應該用新鮮培養基稀釋到適宜濃度，這能zui小化潛在的化學反應損害，并確保腫瘤細胞能均一接觸到保護劑，減少毒害效應。DMSO 和甘油通常使用的濃度范圍為 5-10%（v/ v）。除了用于植物細胞，二者一般不聯合使用。