DMSO属于一种可渗透到细胞内的冷冻保护剂。在细胞冷冻悬液完全凝固之前，DMSO渗透到细胞内，在细胞内外产生一定的摩尔浓度，降低细胞内外未结冰溶液中电解质的浓度，从而保护细胞免受高浓度电解质的损伤，同时，细胞内水分也不会过分外渗，避免了细胞过分脱水皱缩。
值得注意的是，DMSO在常温下对细胞的毒性作用较大，而在4°C时，其毒性作用大大减弱，且能以较快的速度渗透到细胞内。所以，冻存时需要彻底预冷冻存液，放置在4°C需要至少30分钟的时间。最简便的方法，当然是将冻存液一直放在4°C冰箱中，随用随取，用完放回冰箱。
滴加冻存液冻存细胞时，滴加速度要缓慢，如果滴加速度过快，则在细胞外产生很高的渗透压，造成细胞膜的损伤，导致细胞死亡，故要缓慢滴加，让冻存液有足够的时间缓慢渗透到细胞内，达到细胞内外的平衡。
DMSO在低温下能保护细胞，但在常温下却对细胞有害，研究结果表明，培养液中DMSO浓度为10 %时，细胞生长抑制率近100 %；1%浓度时抑制率为35%，即使是0.04 %的浓度，DMSO对细胞的生长也有不利的影响。正是因为如此，细胞复苏后需要离心去除DMSO。
问题来了，使用DMSO配制冻存液，怎么保证无菌呢？其实，大可不必担心DMSO的无菌问题。研究表明，2%的DMSO，就能抑制白色念珠菌和酵母菌等多种细菌的生长。基于DMSO如此优秀的抑菌性，高纯度的DMSO视乎无菌，可以直接配制使用，不必大费周章的高压灭菌或过滤除菌。如果非要过滤，需要选择0.22um的尼龙膜或者PTFE膜。最后，需要注意的是配制和使用时含DMSO的冻存液时需要做好个人防护，戴好手套。虽然DMSO对于人体来说，低毒甚至近乎无毒，由于它极强的皮肤渗透性，很多药物选择用DMSO溶解加以治疗疾病，但DMSO易引起皮肤过敏，因此不想皮肤瘙痒、烧灼，散发出大蒜般气味的话还是认真做好防护工作吧。
