回热式气体制冷机是以氦气或氢气等气体为工质，在封闭系统中应用回热原理实现气体制冷机循环以获得低温和冷量的机械。制冷温度可在120K以下，属于低温设备。低温制冷机按照换热器种类可以分为间壁换热式（recuperative）制冷机和回热式(regenerative)制冷机两种。回热器中流体进行微团尺度上周期性交变流动， 冷热流体交替与换热器中填料进行换热。在流动的前半周期和后半周期内分别对回热器中回热填料吸热和放热。无数多个气体微团的热量运输过程的接力最终实现了宏观尺度上的泵热效应，并最终维持一个恒定的温度梯度而产生制冷效应。