Первые письменные записи о применении льда (а точнее снега с гор) в качестве обезболивающего средства сделал Гиппократ. Документально подтверждено использование низкой температуры для обезболивания египтянами. А в Персии врач Авиценна (980-1070 гг. н.э.) одним из первых описал использование холода для предоперационного обезболивания. Намного позже в 1812 году генеральный хирург Наполеона Жан Ларре отметил, что в Бородинском сражении полузамерзшие солдаты смогли перенести ампутацию конечности практически без боли. В 1866 году Ричардсон представил эфир-спрей для местной анестезии, а в 1891 году – аэрозоль этилхлорида. Таким образом, понятие «заморозка» стало синонимом понятия «онемения».
Современная криоаналгезия впервые была применена Купером в 1961 году. Он со своими единомышленниками использовал жидкий азот. Тогда его температура достигала - 190 °C. Позже Ллойд предположил, что к крионевроабляция превосходит другие методы разрушения периферических нервов, включая алкогольный и фенольный невролиз, а также хирургический метод.
Прикладывание холода к тканям локально блокирует проводимость нервных тканей, аналогично действию местных анестетиков. Длительное облегчение боли при замораживании нервов обеспечивается последовательной схемой: кристаллы льда вызывают повреждение сосудистой оболочки, что приводит к сильному эндоневральному отеку – далее разрушается нервная структура – вызывается валлерова дегенерация (разрушение участка аксона, при разрыве отделённого от основной части нейрона) с сохранением целостности миелиновой оболочки и эндоневрия.