Nach einer vorbereitenden Untersuchung, bei der Größe und Lage des Tumors genau bestimmt werden, erhalten die Patientinnen und Patienten eine örtliche Betäubung oder eine Vollarkose. Nach der Platzierung der Sonden im betroffenen Gewebe erfolgt das Vereisen des Tumors. Anschließend wird das Gewebe langsam wieder aufgetaut. Dieser Prozess wird bei der Kryoablation von Tumoren etwa drei Mal wiederholt. Durch diese Therapie wird das Tumorgewebe abgetötet.
In der Vorbereitungsphase der Ablation nutzen Ärztinnen und Ärzte bildgebende Verfahren wie Ultraschall, Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT), um den Tumor genau, z. B. in der Niere, zu lokalisieren und den Eingriff vorzubereiten. Unter bildgebender Führung werden anschließend dünne, hohle Nadeln (Kryosonden) in den Tumor eingeführt. Welche Platzierung sie haben und wie viele Sonden während der Kryotherapie bei Tumoren zum Einsatz kommen, hängt von der Tumorgröße, der Form und der Position des Tumors ab. Haben die Sonden eine korrekte Platzierung, wird das Edelgas Argon eingeleitet, das die Vereisung von Krebszellen zwischen -20°C und -110°C bewirkt. Nach der Vereisung wird dann das Gas Helium mithilfe der Sonden eingeleitet, was das gefrorene Gewebe wieder auftaut. Insgesamt wird das Tumorgewebe drei Mal eingefroren und wieder aufgetaut, um effektiv gegen den Krebs vorzugehen. Nach dem Eingriff der Kryotherapie werden die Sonden wieder entfernt und die Einstichstellen der Nadeln bei Bedarf vernäht. Das behandelte Gewebe stirbt ab und wird im Laufe der Zeit vom Körper absorbiert. Nach der Behandlung und einer kurzen Erholungszeit können die behandelten Patientinnen und Patienten schnell wieder zu ihren normalen Aktivitäten zurückkehren. Um die Wirksamkeit der Kältetherapie gegen den Krebs zu bewerten, kann eine bildgestützte Nachuntersuchung sicherstellen, dass der Tumor mit der Kryotherapie erfolgreich behandelt wurde.