חיתוך קריוגני הוא שימוש בנוזל קריוגני כגון חנקן נוזלי, פחמן דו-חמצני נוזלי וריסוס אוויר קר למערכת החיתוך של אזור החיתוך, וכתוצאה מכך אזור החיתוך נמצא במצב קריוגני מקומי או אולטרה-קריוגני. שימוש בשבריריות הקריוגנית של חומר העבודה בתנאים קריוגניים משפר את יכולת העיבוד של חומר העבודה, את חיי הכלי ואת איכות פני השטח של חומר העבודה. בהתאם להבדל במדיום הקירור, ניתן לחלק חיתוך קריוגני לחיתוך אוויר קר וחיתוך קירור בחנקן נוזלי. שיטת חיתוך קריוגני באוויר קר היא ריסוס זרימת אוויר קריוגנית ביחס של -20℃ ~ -30℃ (או אפילו פחות) לחלק העיבוד של קצה הכלי, וערבוב עם חומר סיכה צמחי עקבי (10~20 מ"ל לשעה), על מנת למלא את תפקיד הקירור, הסרת השבבים והסיכה. בהשוואה לחיתוך מסורתי, חיתוך קירור קריוגני יכול לשפר את עמידות העיבוד, לשפר את איכות פני השטח של חומר העבודה, וכמעט ללא זיהום הסביבה. מרכז העיבוד של חברת יאסודה היפנית מקבל את הפריסה של צינור אוויר אדיאבטי המוכנס במרכז ציר המנוע וציר החיתוך, ומוביל ישירות ללהב באמצעות רוח קריוגנית קרה של -30 מעלות צלזיוס. סידור זה משפר מאוד את תנאי החיתוך ומועיל ליישום טכנולוגיית חיתוך אוויר קר. קזוהיקו יוקוקאווה ערכה מחקר על קירור אוויר קר בחריטה וכריסה. במבחן הכרסום, נעשה שימוש בנוזל חיתוך על בסיס מים, רוח בטמפרטורה רגילה (+10 מעלות צלזיוס) ואוויר קר (-30 מעלות צלזיוס) כדי להשוות את הכוח. התוצאות הראו שעמידות הכלי השתפרה משמעותית כאשר נעשה שימוש באוויר קר. במבחן החריטה, קצב הבלאי של הכלי באוויר קר (-20 מעלות צלזיוס) נמוך משמעותית מזה של אוויר רגיל (+20 מעלות צלזיוס).

לחיתוך קירור בחנקן נוזלי שני יישומים חשובים. האחד הוא שימוש בלחץ בקבוק כדי לרסס חנקן נוזלי ישירות לאזור החיתוך כמו נוזל חיתוך. השני הוא קירור עקיף של הכלי או חומר העבודה באמצעות מחזור אידוי של חנקן נוזלי תחת חום. כיום חיתוך קריוגני חשוב בעיבוד סגסוגות טיטניום, פלדת מנגן גבוהה, פלדה מוקשה וחומרים אחרים שקשה לעבד. KPRaijurkar אימץ כלי קרביד H13A והשתמש בכלי קירור מחזור חנקן נוזלי כדי לבצע ניסויי חיתוך קריוגניים על סגסוגת טיטניום. תוצאות הבדיקה הראו כי בהשוואה לשיטות חיתוך מסורתיות, בלאי הכלים בוטל באופן ברור, טמפרטורת החיתוך ירדה ב-30%, ואיכות עיבוד פני השטח של חומר העבודה שופרה מאוד. וואן גואנגמין אימץ את שיטת הקירור העקיף כדי לבצע ניסויי חיתוך קריוגניים על פלדת מנגן גבוהה, והתוצאות מתוארות כאן. בעת אימוץ שיטת הקירור העקיף לעיבוד פלדת מנגן גבוהה בקריוגניות, כוח הכלי מבוטל, בלאי הכלי מופחת, סימני הקשיית העבודה משתפרים, ואיכות פני השטח של חומר העבודה משתפרת גם כן. וואנג ליאנפנג ואחרים. אימצו את שיטת ריסוס החנקן הנוזלי בעיבוד שבבי בטמפרטורה נמוכה של פלדה מרופדת 45 על מכונות CNC, והגיבו על תוצאות הבדיקה. ניתן לשפר את עמידות הכלי ואת איכות פני השטח של חומר העבודה על ידי אימוץ שיטת ריסוס החנקן הנוזלי בעיבוד שבבי בטמפרטורה נמוכה של פלדה מרופדת 45.

במצב עיבוד קירור בחנקן נוזלי, חומר קרביד מקשר בין חוזק הכיפוף, קשיחות השברים ועמידות בפני קורוזיה, חוזק וקשיות עולה עם הטמפרטורה הנמוכה. לכן, חומר כלי חיתוך קרביד צמנטי בקירור בחנקן נוזלי יכול כנראה לקשר ביצועי חיתוך מצוינים, כמו בטמפרטורת החדר, והביצועים שלו נקבעים על ידי מספר פאזות הקישור. עבור פלדה מהירה, עם קריוגנית, הקשיות עולה וחוזק הפגיעה נמוך, אך בסך הכל ניתן לקשר ביצועי חיתוך טובים יותר. מחקר שנערך על שיפור יכולת החיתוך הקריוגנית של חומרים מסוימים, נערך על ידי בחירה של פלדת פחמן נמוכה AISl010, פלדת פחמן גבוהה AISl070, פלדת מיסבים AISIE52100, סגסוגת טיטניום Ti-6A 1-4V, סגסוגת אלומיניום יצוק A390, חמישה חומרים, יישמו מחקר והערכה: בשל השבירות המעולה בקריוגניה, ניתן להשיג את תוצאות העיבוד הרצויות על ידי חיתוך קריוגני. עבור פלדת פחמן גבוהה ופלדת מיסבים, ניתן לרסן את עליית הטמפרטורה באזור החיתוך ואת קצב הבלאי של הכלי על ידי קירור בחנקן נוזלי. בחיתוך סגסוגת אלומיניום ליציקה, יישום קירור קריוגני יכול לשפר את קשיות הכלי ואת עמידות הכלי בפני שחיקה בשלב הסיליקון. בעיבוד סגסוגת טיטניום, בו זמנית קירור קריוגני של הכלי וחומר העבודה, טמפרטורת חיתוך נמוכה יעילה ומבטל את הזיקה הכימית בין טיטניום לחומר הכלי.