对恒温动物而言，御寒是以厚长的皮毛留在当地渡过严冬，或是向南迁移到较温暖的地方;而那些变温(ectothermal)或冷血动物如蜘蛛、昆虫、青蛙或乌龟等，则是以冬眠的方式，将生理代谢降低到近似无生命的状态，来渡过这段天寒地冻的日子。但她们冬眠的场所如池底、土穴或树缝中的温度，常会降至零度以下，此时的温度总称之为“冰温”。这些生物如何能避免细胞质及细胞间质的液体在冰温时结冰，是个有趣的问题。
当温度降至冰点以下，会对生物体造成物理性及生理上的伤害。物理上的伤害主要是由结冰造成:当冰晶在细胞间逐渐变大时，会改变细胞间质溶液的性质，并且因为冰晶的膨胀而阻断细胞与细胞间物质的交换，进而引发生理上的伤害。冰温对生物生理上造成的伤害，可能因为冰晶在细胞外形成时，会使细胞外水分子的浓度减低，因此造成细胞内水分子的浓度大于细胞外水分子的浓度，使得水分子向细胞外渗透，造成细胞内渗透压的剧烈变化，导致细胞体积萎缩与pH值的改变，使细胞膜的通透性异于常态，阻塞了离子进出细胞的通道，导致细胞死亡。
变温动物为了在冰温时仍能生存，有两种适应上的选择。一种是“忍耐冰冻”，当细胞间存有冰晶时，动物仍然可以生存，这就称为“忍耐冰冻”。当生物选择以忍耐冰冻来适应冰温时，牠必须能够克 服以下的问题:一、冰晶必须只存在于细胞外，而且愈小愈好，因为细胞内如果结冰，会使细胞质的浓度改变，再加上低温会改变蛋白质的活性，影响生理代谢，细胞可能会立即死亡;二、细胞间质液体结冰的速率愈慢愈好;三、细胞必须避免脱水和萎缩; 四、细胞必须维持代谢上的恒定。动物为了能成功克服以上问题，以“忍耐冰冻”方式生存，则体内必须具有特殊的“冰晶核蛋白” (ice-nucleating protein ; INP)，以控制细胞外冰晶的形成，并利用抗冻蛋白 (antifreezing protein或thermal hysteresis proetin;THP)来控制冰晶的扩大。此外，动物体内必须具有低分子量的抗冻剂 (cryoprotectants)，来维持细胞的体积和细胞膜的结构，及保持未结冰的水分不结冰，同时再减低代谢速率或是以无氧呼吸方式，来维持生命。
另一种适应方式是“避免冰冻”。此种适应和“忍耐冰冻”最大的不同是，体液如果出现结冰现象，则会危及生存，所以如何避免体内出现冰晶，是此类动物必须克服的。欲解决这问题，动物体内必须具备抑制冰晶核的形成和避免体温降 至凝固点以下的能力，牠们在低温时必须能清除体内的冰晶核，并且以体内的抗冻蛋白抑制冰晶核的形成，及累积高浓度的抗冻剂以维持体温在凝固点以上，才能避免结。
无论变温动物选择那一种适应方式来渡过冰温的环境，在她们体内都发现有冰晶核蛋白、抗冻蛋白和抗冻剂，只是它们在两种不同适应方式的动物体内的组成和所扮演的角色，各有不同 。