Thủy tinh hóa là một phương pháp trữ lạnh không cân bằng (non-equylibrium cryopreservation method) được thiết lập dựa trên nguyên lí cơ bản là không có sự
hình thành tinh thể đá bên trong tế bào. Trong phương pháp này, mẫu tế bào được nhúng trực tiếp vào nitơ lỏng ngay khi được cho trao đổi với CPA mà không qua giai đoạn hạ nhiệt độ từ từ. Toàn bộ khối vật chất (kể cả nước) bên trong và môi trường bên ngoài tế bào sẽ chuyển thành thể rắn dạng “kính” (glass-like solidification) và hoàn toàn không có sự hình thành tinh thểđá [12, 24].
Nhìn chung, các CPA sử dụng trong phương pháp đông lạnh cực nhanh cũng tương tự như trong đông lạnh chậm, nhưng nồng độ cao hơn rất nhiều. Ở phương pháp này, sự hình thành tinh thể đá được ngăn chặn bởi nồng độ cao của các chất bảo vệ (khoảng từ 7-8M) làm cho nước đông đặc mà không giãn nở. Các tế bào
được đông lạnh cực nhanh thường ít bị những ảnh hưởng bất lợi mang tính sinh học hơn so với đông lạnh chậm. Do phải sử dụng các CPA với nồng độ cao (7-8M), nên người ta thường ưu tiên chọn các chất bảo vệ có tính độc thấp và thấm qua màng tốt, phối hợp giữa các chất với nhau. TBT tiếp xúc với các môi trường có nồng độ
CPA từ thấp đến cao dần [12, 24].
Mặc dù trong suốt quá trình giải đông sau khi được thủy tinh hóa, có một số
biến đổi diễn ra rất nhanh của các dung dịch, nhưng điều này thường vô hại đối với TBT. Việc sử dụng chất bảo vệ với nồng độ cao cũng có thể có những ảnh hưởng nhất định không tốt cho TBT [115]. Những nghiên cứu trong 20 năm qua đã chỉ ra cách tiếp cận mới, đó là đã tạo ra một sự cân bằng có thể chấp nhận được giữa những tác động tích cực và tiêu cực của sự thủy tinh hóa. Làm lạnh cực nhanh đã cho phép giảm thiểu các nồng độ chất bảo vệ và làm cho sự thủy tinh hóa cạnh tranh mạnh thay cho đông lạnh chậm thông thường [139]. Hiện nay, đông lạnh cực nhanh là một phương pháp phổ biến để trữ lạnh các loại tế bào, mô và cơ quan; tuy nhiên, mức độ tổn thương lạnh và tỉ lệ sống rất khác nhau tùy thuộc vào từng loài [95].
Trên thực tế, đông lạnh chậm là kỹ thuật bảo quản lạnh được sử dụng rộng rãi nhất, còn thủy tinh hóa là một phương pháp thay thế khả thi và hứa hẹn ngày càng trở nên hấp dẫn đối với các lĩnh vực thương mại. Nhiều báo cáo so sánh giữa phôi
vitro và in vivo là ngang nhau hoặc được cải tiến hơn sau khi thủy tinh hóa [17]. Thủy tinh hóa ở TBT và phôi đã được thử nghiệm ở một số loài với nhiều kết quả
tốt, không yêu cầu thiết bị làm lạnh tốn kém hoặc kỹ năng đặc biệt và có thể thực hiện một cách nhanh chóng [24]. Người ta cho rằng cùng với thời gian, phương pháp đông lạnh chậm thông thường sẽđược thay thế hoàn toàn bằng kỹ thuật thủy tinh hóa [142].