冰晶在組織細胞內部或之間形成；紅細胞和血小板凝集并阻塞毛細血管，導致缺血性損傷。血管收縮以減少皮膚和周圍組織的散熱。在復溫（再灌注損傷）過程中會發生許多損傷。受影響區域寒冷、堅硬、白色，無感覺。當天氣溫暖時，它會變成斑點狀的紅色、腫脹和疼痛。水泡在4~6小時內形成。如果水泡充滿透明血清且位于手指遠端區域，則表明表面損傷；如果水泡充滿血液且位于近端，則表明深度損傷和組織壞死。
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表面損傷愈合后沒有殘余組織丟失。深層組織冷凍可導致干壞疽，并用黑色硬殼覆蓋健康組織；灰色水腫和軟濕性壞疽很少見。組織壞死的深度取決于冷凍的持續時間和深度。不同程度的凍傷會產生長期癥狀——對寒冷過敏、出汗過多、指甲折斷和麻木
治療
凍傷的四肢應該在溫水中迅速加熱。水溫應由護士雙手承受（不超過40.5℃），并應注意避免燙傷昏迷組織。如果下肢受累，但需要步行一定距離進行治療，
不要解凍。創傷（如行走）可進一步加重解凍組織的損傷。如果再次冷凍，它們將受到嚴重損害，但冷凍時間越長，對未來組織的損害就越大。如果冷凍部分未立即解凍，應輕輕清潔，保持干燥，并用無菌繃帶保護，直到其溫暖解凍。這種更穩定的方法是可行的。如果可能，患者可以服用400毫克布洛芬并全身保暖
在醫院進行全面檢查時，應迅速將四肢放在一個大容器中取暖，水溫應保持在38~43℃。加熱后，微波測溫，激光多普勒測流，
血管造影或磁共振成像可用于檢查外周循環，指導治療，改善預后。預防感染很重要。如果壞疽是干的，感染是不可能的。但濕性壞疽就像浸泡腳一樣，可能會被感染；應該使用抗生素。如果免疫接種不是最近的，則應給予破傷風類毒素
溫暖過后,，
四肢應盡可能保持干燥，暴露在溫暖的空氣中，并保持無菌。大多數患者有脫水和血液濃縮；補液應口服或靜脈注射，電解質應恢復到正常水平。現有的醫學治療方法并不一致，但其目標是恢復血液循環，最大限度地減少細胞損傷。
最有效的是低分子右旋糖酐、異丁苯醚和丁咯地爾。更有效的動脈內或靜脈內給藥和化學或外科方法的交感神經切除術很少使用，但對晚期燒灼痛仍然有用。營養和精神狀態需要特別注意，手術應盡量推遲，因為黑色硬殼經常會脫落并留下活組織；第一個月凍傷，七月份手術”；這是一條正確的格言。最好的長期治療方法是漩渦浴，浴后輕輕擦干并休息。
凍傷后的長期癥狀（如麻木和冷過敏）不需要治療
