Kylmäketjun lämpötilaohjatun pakkauksen ydintekniikka-on ensisijaisesti lämmöneristys- ja lämpötilansäätötekniikka. Sen pääperiaate on käyttää korkean suorituskyvyn eristemateriaaleja pakkauksen sisä- ja ulkoympäristön välisen lämmönvaihdon hidastamiseen yhdistettynä jääpakkauksiin, kylmävarastointiaineisiin tai faasinmuutosmateriaaliin sisälämpötilan säätelemiseksi, jotta tuote pysyy tavoitelämpötila-alueella mahdollisimman paljon määritellyn kuljetusajan aikana. Varsinaisessa suunnittelussa tarvitaan kattavia laskelmia tuotteen varastointilämpötilan, kuljetuksen keston, ympäristön lämpötilan, pakkausmittojen ja tuotteen kuormituksen perusteella eristekerroksen paksuuden sekä kylmävarastointimateriaalien määrän ja sijoittelun rationaaliseksi määrittämiseksi. Riittämätön kylmävarastomateriaali ei välttämättä täytä lämpötilavaatimuksia koko kuljetussyklin ajan; liiallinen materiaali voi aiheuttaa paikallisia liian alhaisia lämpötiloja, jotka voivat jopa johtaa paleltumiin tai joidenkin tuotteiden jäätymiseen. Siksi kylmäketjupakkauksissa ei ole kyse pelkästään eristemateriaalin lisäämisestä, vaan se vaatii lämmönsiirtoanalyysin, lämpötilan jakautumisen suunnittelun ja kylmävarastojärjestelmän optimoinnin suhteellisen vakaan lämpötilaympäristön luomiseksi pakkauksen sisälle.
Toinen keskeinen teknologia on lämpötilan valvonta, rakennesuunnittelu ja kuljetusvarmuuden valvonta. Lämpötilaherkkien tuotteiden, kuten lääkkeiden, biologisten tuotteiden, rokotteiden ja joidenkin -arvokkaiden elintarvikkeiden osalta on vaikea määrittää, pysyykö lämpötila määritetyllä alueella kuljetuksen ajan käyttämällä vain eristemateriaaleja. Siksi pakkauksen sisälämpötilan reaaliajassa tai koko prosessin ajan tallentamiseen käytetään tyypillisesti lämpötilatallentimia, lämpötilalappuja tai älykkäitä lämpötilanvalvontalaitteita. Mitä tulee pakkausrakenteeseen, eristekerroksen, kylmäsäilytysmateriaalien ja tuotteen välinen sijaintisuhde on suunniteltava järkevästi, jotta vältetään suora kosketus kylmäsäilytysaineen ja alhaiselle lämpötilalle herkän tuotteen välillä ja samalla minimoidaan pakkauksen sisällä olevat lämpötilakuollut alueet. Lisäksi on otettava huomioon sellaiset tekijät kuin pudotukset, tärinä, pinoaminen ja ympäristön lämpötilan muutokset kuljetuksen aikana. Ulkolaatikon rakenteen ja sisäisten kiinnitysrakenteiden vahvistaminen parantaa pakkauksen vakautta pitkien-kuljetusten ja useiden lastaus- ja purkuprosessien aikana. Vaatimukset{10}}kylmäketjupakkaukset vaativat myös korkean ja matalan lämpötilan ympäristön, kuljetusvärähtelyn, putoamisen ja eristyskyvyn testejä. Näillä testeillä varmistetaan pakkauksen lämpötilankestokyky erilaisissa kuljetusolosuhteissa, mikä parantaa kylmäketjukuljetuksen turvallisuutta ja luotettavuutta.