1、按工作原理分類

低溫恒溫器按工作原理可分為：貯液式低溫恒溫器，連續流動式低溫恒溫器，帶制冷機的低溫恒溫器。

（1）貯液式低溫恒溫器，在這種類型的恒溫器中，試樣直接浸沒在低溫液體內而得到冷卻，因而貯液式低溫恒溫器工作溫區往往在液體的正常沸點到三相點之間。

（2）連續流動式低溫恒溫器，該類低溫恒溫器由貯存容器和恒溫器等組成，貯存容器和恒溫器之間輸液管連接。由于加壓，貯存容器中的低溫液體流入恒溫器中來冷卻樣品。通過控制流理即可實現控溫，若結合加熱裝置，則可實現寬溫區控溫。

（3）帶制冷機的低溫恒溫器，利用微型制冷機來代替低溫液體，實現溫度控制，往往采購Ｇ－Ｍ制冷機或斯特林制冷機來制取冷量并獲得低溫，目前也有采用脈沖管制制冷機和稀釋制冷機來獲取低溫的。這類恒溫器可用于實驗室小型低溫超導體的實驗研究和衛星紅外遙感。

2、按用途分類

低溫恒溫器按用途可分為：

（1）熱測量用低溫恒溫器：如用于材料的比熱容。熱導率和熱膨脹率的測量：

（2）電磁測量用的恒溫器：如用于霍爾效應，磁化率，磁阻等的測試

（3）光學測量用的低溫恒溫器：如在液氦溫度下測量晶體的反射率和吸收率的頻譜，以及天文紅外和遠紅外觀等的測量。因此需要帶有窗口的低溫恒溫器，該類恒溫器的溫控精度要求不高

（4）機械測量用的恒溫器：用于低溫下材料的機械性能的實驗，如拉伸強度等的測量。

3、接獲得所需溫度范圍分類

低溫恒溫器按獲得所需溫度范圍，大體可分成三類：

（1）所需溫度在液體正常沸點及以下溫度范圍，可以通過把樣品或實驗裝置浸沒在低溫液體中，然后改變液體上方的蒸汽壓強來改變溫度以獲得所需溫度；

（2）所需溫度在液體正常沸點以上的溫度范圍，如4.2-77K，77K－300K等。一般稱為中間溫度，可通過兩種方法獲得中間溫度：一種是使樣品或裝置與液池*絕熱或部分絕熱，然后用電加熱的方法來升高溫度；另外一種是用冷氣流，制冷機或其它制冷方法，例如活性炭吸附等控制供冷速率，以獲得所需溫度；

（3）所需溫度在液體正常沸點溫度以上及以下的寬溫區，此時可同時采用上述幾種方法來獲得所需溫度。