Τα κατεψυγμένα σπερματοζωάρια που παρασκευάζονται καλά και αποθηκεύονται υπό τις κατάλληλες συνθήκες έχουν τη δυνατότητα να διαρκέσουν επ ‘αόριστον μέχρι την απόψυξη, οπότε και έχουν ένα παράθυρο βιωσιμότητας περίπου 24 ωρών. Οι άνδρες μπορούν να αποθηκεύουν σπέρμα για διάφορους λόγους και το κόστος αποθήκευσης ποικίλλει, ανάλογα με την εγκατάσταση. Είναι επίσης δυνατή η κατάψυξη ωαρίων και εμβρύων, αν και τείνουν να είναι πιο εύθραυστα από το σπέρμα και υπόκεινται περισσότερο σε αστοχία στην κατάψυξη.
Προτού ο γιατρός καταψύξει το σπέρμα, ο ασθενής χρειάζεται συνήθως κάποιες εξετάσεις για να ελέγξει για καταστάσεις όπως η σύφιλη και ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV), ιδιαίτερα εάν το σπέρμα πηγαίνει σε τράπεζα σπέρματος για χρήση σε πρόγραμμα δωρητών. Εάν ο ασθενής έχει καθαρή κατάσταση υγείας, μπορεί να υποβάλει δείγμα σπέρματος. Ένας τεχνικός ελέγχει το δείγμα για κινητικότητα και άλλα χαρακτηριστικά για να προσδιορίσει εάν είναι βιώσιμο. Εάν δεν είναι ή είναι οριακό, ο τεχνικός μπορεί να συστήσει την κατάψυξη επειδή το σπέρμα μπορεί να μην επιβιώσει στη διαδικασία κατάψυξης και απόψυξης.
Η προετοιμασία του σπέρματος για κατάψυξη είναι σημαντική. Σε διάφορες εγκαταστάσεις χρησιμοποιούνται διαφορετικές τεχνικές. Ένα από τα καλύτερα είναι μια διαδικασία που ονομάζεται υαλοποίηση, η οποία βασίζεται σε πολύ γρήγορη κατάψυξη για την παρασκευή κατεψυγμένου σπέρματος. Αυτό μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο βλάβης στο σπέρμα και επίσης αφαιρεί το πλάσμα που σχετίζεται με το σπέρμα, το οποίο μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο μετάδοσης της νόσου. Μελέτες σχετικά με τη διαδικασία κατάψυξης δεν υποδεικνύουν ότι προκαλεί γενετική βλάβη και τα παιδιά που προέρχονται από το κατεψυγμένο σπέρμα δεν διατρέχουν αυξημένο κίνδυνο γενετικών διαταραχών.
Οι κατάλληλες συνθήκες αποθήκευσης για το κατεψυγμένο σπέρμα είναι κρίσιμες. Οι εγκαταστάσεις κρυοσυντήρησης χρησιμοποιούν ράφια και συρτάρια για τον έλεγχο των δειγμάτων στην αποθήκευση, τόσο για να διασφαλίσουν ότι τα δείγματα δεν αναμειγνύονται όσο και για να διατηρηθεί η κατάλληλη απόσταση και η τοποθέτηση για τη δημιουργία βέλτιστων συνθηκών κατάψυξης. Εάν το σπέρμα αποθηκεύεται με τυχαίο τρόπο, μπορεί να είναι επιρρεπές σε βλάβη. Η εγκατάσταση διατηρεί επίσης πολύ σταθερές θερμοκρασίες για να διατηρεί το σπέρμα παγωμένο. Τα συστήματα συναγερμού ειδοποιούν τους τεχνικούς όταν οι θερμοκρασίες πέφτουν εκτός των ασφαλών ορίων.
Το κατεψυγμένο σπέρμα μπορεί να αποψυχθεί προσεκτικά σε ελεγχόμενες συνθήκες και να χρησιμοποιηθεί σε διαδικασίες υποβοηθούμενης γονιμότητας. Το αποψυγμένο σπέρμα δεν ζει όσο το φρέσκο σπέρμα και πρέπει να χρησιμοποιηθεί εντός περίπου 24 ωρών για να είναι βιώσιμο. Το κατεψυγμένο σπέρμα μπορεί να αποθηκευτεί σε παρτίδες, έτσι ώστε εάν κάτι πάει στραβά, ένα άλλο δείγμα θα είναι διαθέσιμο για χρήση. Εφόσον οι συνθήκες είναι καλές και το σπέρμα ήταν καλά προετοιμασμένο κατά τη στιγμή της κατάψυξης, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί δεκαετίες αργότερα.