磁制冷機是利用磁熱效應的制冷方式。固體磁性物質(磁性離子構成的系統)在受磁場作用磁化時，系統的磁有序度加強(磁熵減小)，對外放出熱量;再將其絕熱去磁，則磁有序度下降(磁熵增大)，又要從外界吸收熱量。
早在1907年Langevin就首先發現了順磁體絕熱去磁過程中，其溫度會降低。1927年，Debye和Giauque預言了可以利用此效應制冷，并于1933年實現了絕熱去磁制冷。從此，在極低溫領域(mK級至16K范圍)磁制冷發揮了很大作用。圖32-15是實現絕熱去磁過程的裝置示意圖。順磁鹽懸掛在小腔內，腔內充滿氦氣，然后侵入液氦中。液氦減壓蒸發，氦的溫度和順磁鹽的溫度降低。整個裝置置于磁體中，磁場維持一段時間后，抽空氦氣使順磁鹽絕熱。然后移走磁場，順磁鹽的溫度下降。圖32-16是磁制冷機的結構示意圖及其理想卡諾循環圖。它由四個過程組成:1-2為等溫磁化(排放熱量);2-3為絕熱退磁(溫度降低);3-4為等溫退磁(吸收熱量制冷);4-1為絕熱磁化(溫度升高)。
絕熱去磁過程只有在極低溫(16K以下)下才能實現，這是由于固體的晶格振動和傳導電子的熱運動，可以忽略，故磁離子系統的磁熵變近似等于整個固體的總熵變的情況下，磁制冷采用卡諾循環，磁材料用稀土順磁鹽。現在低溫磁制冷技術比較成熟。美國、日本、法國均研制出多種低溫磁制冷冰箱，為各種科學研究創造極低溫條件。例如用于衛星、宇宙飛船等航天器的參數檢測和數處理系統中，磁制冷還用在氦液化制冷機上。
