La licuefacción del gas se logra mediante ciclos de licuefacción apropiados basados en las propiedades del gas, la temperatura de condensación y los requisitos de uso. Los ciclos típicos incluyen ciclos de licuación de estrangulamiento, ciclos de licuación con expansores, ciclos de refrigeración a gas y ciclos de refrigeración en cascada (es decir, múltiples medios de trabajo, múltiples ciclos de preenfriamiento por etapas).
Los ciclos de estrangulamiento (ciclos Linde) y los ciclos Claude con expansores son típicos ciclos de licuación de desarrollo temprano-. En términos de consumo unitario de energía para la licuefacción, los ciclos con expansores y preenfriamiento con nitrógeno líquido tienen mayor eficiencia, los ciclos de estrangulamiento tienen menor eficiencia y los ciclos de licuefacción de hidrógeno enfriados con helio-se encuentran en el medio. Los ciclos de regulación se utilizan más comúnmente en plantas-de pequeña escala debido a su simplicidad y confiabilidad; Los ciclos con expansores tienen una alta eficiencia y se utilizan ampliamente en plantas de gran-escala. Actualmente, las principales tecnologías de refrigeración seca basadas en helio, como la refrigeración por tubos de pulso, la refrigeración Gifford-McMahon (refrigeración GM) y la refrigeración Stirling, pueden proporcionar ambientes de preenfriamiento criogénico y pueden usarse para reemplazar el helio líquido. La licuefacción del hidrógeno requiere manejar el calor de conversión entre el orto- y el para-hidrógeno y fortalecer el sellado.