Die wichtigsten Geräte, in denen Kältemittel verwendet werden, sind Kühler, Kältefallen und Kühlmäntel. Einige der im Labor üblichen Kühlertypen finden sie unter Laborgeräte/Kühler
Mit ihnen werden bis zu 40°C heiße Dämpfe mit Kältelauge gekühlt. Zwischen 40 und 120°C verwendet man Wasser (dabei ist zu beachten, dass das Wasser immer von "unten nach oben" strömt, d.h. das kälteste Wasser ist an der heißesten Kühlerstelle) und zwischen 120 und 150°C kühlt man mit Luft.

Zur Verflüssigung leichtflüchtiger Reaktionsprodukte werden Kältefallen benötigt. Bei Vakuumdestillationen zum Beispiel werden sie vor die Pumpe geschaltet, um diese vor Verunreinigungen zu schützen.

Durch die Verwendung eines Eis/Wasser-Gemisches wird eine deutliche Abkühlung erreicht. Durch die Vermischung des Eises mit Salz entsteht eine wäßrige Salzlösung mit niedrigerem Erstarrungspunkt. Da bei Zugabe des Salzes das Eis sofort schmilzt und dadurch zusätzliche Energie für den Phasenübergang verbraucht, wird die Kühlwirkung der Mischung noch verstärkt.
Einige Beispiele für Mischungen:

Um noch kältere Kühlmischungen zu erhalten, wie sie z. B. bei Vakuumdestillationen benötigt werden, verwendet man das als Trockeneis bezeichnete feste Kohlenstoffdioxid (CO₂). Es geht bei -78,5°C vom festen unmittelbar in den gasförmigen Zustand über (Sublimation). Die dazu benötigte Energie entzieht es organischen Lösemitteln, wenn es mit ihnen gemischt wird und kühlt sie dadurch ab.

Arbeitsanweisung: In einem 400-mL-Becherglas legt man 100 mL Ethanol oder Aceton vor. Dabei gibt man unter ständigem Rühren mit einem kräftigen Glasstab vorher zerkleinertes Trockeneis langsam zu. Anfangs wallt das Lösemittel bei jeder Zugabe von Trockeneis auf, weil gasförmiges CO₂ entweicht. Von Zeit zu Zeit mißt man mit einem Tieftemperaturthermometer die schon erreichte Temperatur. Wenn sie nicht mehr sinkt, ist die Kältemischung hergestellt.

Hinweise zur Arbeitssicherheit: Ethanol- und Acetondämpfe sind leicht entzündlich und gesundheitsschädigend. Kältemischungen mit diesen Lösemitteln werden daher unter dem Abzug und nicht in der Nähe einer offenen Flamme hergestellt. Das Trockeneis darf die Haut nicht berühren, da es wegen seiner tiefen Temperatur zu Verletzungen ähnlich Brandblasen führt. Größere Stücke handhabt man mit der Tiegelzange, kleinere mit einem Hornlöffel.

Ergebnisse:
100 mL Ethanol und Trockeneis ergeben -76°C.
100 mL Aceton und Trockeneis ergeben -78°C.