冷藏集裝箱是指具有隔熱的箱壁（包括端壁和側壁）、箱門、箱底和箱頂，能阻止內外熱交換的集裝箱。冷藏集裝箱包括耗用冷劑式冷藏集裝箱、機械式冷藏集裝箱、制冷/加熱集裝箱、隔熱集裝箱以及氣調冷藏集裝箱等。
耗用冷劑式冷藏集裝箱
耗用冷劑式冷藏集裝箱泛指各種無須外接電源或燃料供應的冷藏集裝箱，包括水冰冷藏集裝箱、干冰冷藏集裝箱、液氮冷藏集裝箱、液體空氣冷藏集裝箱、液體二氧化碳冷藏集裝箱、冷板式冷藏集裝箱等。耗用冷劑式冷藏集裝箱的特點是在運輸過程中，不需要外接電源或燃料供應，無任何運動部件，維修保養要求低。主要缺點是無法實現連續制冷，儲冷劑放熱和消耗后必須重新充冷或補充，較難實現的溫度控制，制冷設備占用空間較大。耗用冷劑式冷藏集裝箱主要適用于小型冷藏集裝箱的短距離運輸。耗用冷劑式冷藏集裝箱只在區域性短途冷藏運輸中尚有使用，而在國際冷藏運輸中已無使用并有逐步被淘汰的趨勢。
機械式冷藏集裝箱
機械式冷藏集裝箱是指設有制冷裝置（如壓縮式制冷機組、吸收式制冷機組等）的冷藏集裝箱。機械式冷藏集裝箱是技術最為成熟、應用最為廣泛的冷藏集裝箱，與其他冷藏集裝箱相比，它具有以下優點：
①調溫范圍廣，從常溫到一30℃左右都能調節。通用性強，能運輸不同溫度要求的貨物；
②自動控制方便；
③箱內溫度分布較均勻：
④適宜遠距離運輸，這是其相對于其他形式冷藏集裝箱的最突出的優點。
機械式冷藏集裝箱也有一些缺點：如設備復雜、初始投資大、維修費用高；箱內溫度梯度要大于液氮冷藏集裝箱；箱內需設風機、風道系統，會增加箱內貨物的干耗、脫水。
制冷加熱集裝箱
制冷加熱集裝箱是指設有制冷裝置（機械式制冷或耗用制冷劑制冷）和加熱裝置的冷藏集裝箱。這種集裝箱不僅有制冷裝置，而且具有加熱裝置，可以根據需要采取制冷或加熱手段，使冷藏集裝箱內的溫度控制在所設定的范圍內，一般箱內控制溫度范圍為一18℃～38℃。
隔熱集裝箱
隔熱集裝箱是指不設任何同定的、臨時附加的制冷和或加熱設備的冷藏集裝箱。隔熱集裝箱具有良好的隔熱性能，為實現其保溫功能，必須有外接制冷或加熱設備，向箱內輸送冷風或熱風以達到保溫目的。
隔熱集裝箱的特點是箱體本身結構簡單，箱體貨物有效裝載容積率高，造價便宜。適合大批量、同品種冷凍或冷藏貨物在固定航線上運輸。其缺點是缺少靈活性，對整個運輸線路上的相關配套設施要求高。
隔熱集裝箱在20世紀70年代前曾經是國際上冷藏保鮮貨物的主要運輸工具之一，隨著20世紀80年代之后機械式冷藏集裝箱的大量使用，隔熱集裝箱已逐步被更為靈活的機械式冷藏集裝箱所取代，但在某些具有穩定貨源的航線上仍有使用。
氣調冷藏集裝箱
氣調冷藏集裝箱具有一般機械式冷藏集裝箱的所有制冷功能，同時裝有一種氣調設備，可以調節和控制箱體內的空氣成分，以減弱新鮮果蔬的呼吸強度，從而減緩果蔬的成熟進度，達到保鮮的目的。
氣調保鮮的關鍵是調節和控制貨物儲存環境中的各種氣體的含量。最常見的是用充氮降氧方法來降低環境中的氧氣含量，控制乙烯含量，減緩果蔬成熟。氣調冷藏集裝箱的氣密性要求較高，一般要求漏氣率不超過2m3/h。
采用氣調冷藏集裝箱運輸具有保鮮效果好、儲藏損失少、保鮮期長和對果蔬無任何污染的優點。但由于采用氣調設備后，技術要求高，冷藏集裝箱價格高，因此使用還不普遍。
其他冷藏集裝箱
此外，有一種低壓冷藏集裝箱與氣調冷藏集裝箱類似，這種集裝箱是將果蔬置于低壓環境中進行儲運。箱內壓力為1333～10666 Pa，相對濕度90%～95%，溫度一2℃～+16℃。氧的含量為（0.1±0.03）%，要進行換氣，以便限制乙烯和 等有害氣體。低壓冷藏集裝箱由制冷系統、真空系統和動力系統組成。制冷系統用于降低溫度；真空系統用于排除箱中的空氣和水汽；動力系統用于柴油發電，供集裝箱用電。
另外一種是夾套冷藏集裝箱，這種冷藏集裝箱的特點是沿著箱壁有一個供冷空氣循環的通道——夾套。這種冷藏集裝箱的優點是貨物的裝載不影響空氣的循環，因而不影響溫度的分布；其次，夾套空間的全部容積都用于裝載貨物，這一點對裝運低密度的貨物是非常有利的。這種集裝箱不能裝有呼吸的貨物，一般用來裝運凍結貨物。