観測装置内部を冷却する手段の一つ。赤外線は常温の物体からも熱放射されることから、赤外線観測装置では装置内部全体を冷却する必要がある。また、可視光の観測装置でもCCDなどの検出器は暗電流を抑えるために冷却する必要がある。冷却の方法としては、ドライアイスや液体窒素などの冷媒を用いる方法と閉サイクル冷凍機を用いる方法がある。閉サイクル冷凍機はいくつかのタイプがあるが、ヘリウムなどの冷媒ガスの圧縮と膨張による熱力学的なサイクルを利用して冷却するものが多い。温度の低い部分（冷凍機ヘッド）から温度の高い部分（圧縮機）へ熱エネルギーを運ぶ機能を持つ。冷媒が閉じた空間を循環することによって冷却することから閉サイクル冷凍機と呼ばれる。多くの閉サイクル冷凍機は冷蔵庫やエアコンディショナーなどと冷却の基本原理は同じであるが、使用される温度帯がそれらよりはるかに低い極低温である。