凝冻是冰淇淋生产最重要的步骤之一，是冰淇淋的重量、可口性、产量的决定因素。凝冻，就是将流体状的混合料在强制搅拌下进行冻结，使空气以极微小的气泡状态均匀分布于混合料中，在体积逐渐膨胀的同时，由于冷冻而成半固体状的过程。一般采用-5℃～-2℃。
（1）凝冻的目的与作用。
其一，使混合料中的水变成细微的冰晶。混合料在结冰温度下受到强制搅刮，使冰晶来不及长大，而成为极细微的冰晶，并均匀地分布在混合料中，使组织细腻、口感滑润。
其二，获得合适的膨胀率。搅刮器不停地搅刮，使空气逐渐混入混合料中，并以极细微的气泡分布于混合料中，使其体积逐渐膨胀，空气在冰淇淋中的分布状况对成品质量最为重要，空气分布均匀就会形成光滑的质构、奶油般滑润的口感和温和的食用特性。而且，抗融性和贮藏稳定性在很大程度上也取决于气泡分布是否均匀。
其三，使混合料混合均匀。凝冻过程所获得的搅拌效果显示了乳化剂添加量、均质、老化时间以及出料温度是否合适。
（2）冰晶的控制。冰淇淋在凝冻过程中约有50％的水分冻结成冰晶。冰晶的产生是不可避免的，关键在于冰晶的大小。为了获得细腻的组织，冰淇淋凝冻机创造以下为形成细微的冰晶创造条件：①冰晶形成要快。②剧烈搅拌。③不断添加细小的冰晶。④保持一定的黏度。