Механізм цеплаабмену: у выпарніках вадкага азоту звычайна выкарыстоўваецца паветраная-вання або вадзяная-вання. Прымаючы ў якасці прыкладу паветраную-ванню, вадкі азот цячэ з рэзервуара для захоўвання ў цеплаабменную трубу, абсталяваную рэбрамі або змеявікамі. Знешняя сценка трубы знаходзіцца ў непасрэдным кантакце з навакольным паветрам, які дзейнічае як крыніца цяпла, перадаючы цяпло вадкаму азоту. З-за надзвычай нізкай тэмпературы кіпення вадкага азоту выпарэнне ўсё яшчэ можа быць выклікана розніцай тэмператур нават пры нізкіх тэмпературах навакольнага асяроддзя (напрыклад, -20 градусаў). Тып вадзяной-лазні награвае трубы цыркулявалай гарачай вадой або парай, прыдатны для прымянення пры нізкай-тэмпературы або высокай-патоку.
Працэс змены фазы: калі вадкі азот цячэ па трубах, ён паглынае цяпло, і яго тэмпература паступова павышаецца да кропкі кіпення, пасля чаго адбываецца інтэнсіўнае выпарэнне. Аб'ём азоту, які ўтвараецца ў выніку выпарэння, хутка павялічваецца (1 літр вадкага азоту можа выпарацца прыкладна ў 696 літраў азоту). Ціск павінен кантралявацца прыладай рэгулявання ціску на выхадзе выпарніка, каб забяспечыць стабільны выхад газу. Некаторыя выпарнікі таксама абсталяваны секцыяй папярэдняга нагрэву для прадухілення непасрэднага траплення вадкага азоту ў наступнае абсталяванне і выклікання абледзянення або пашкоджання.
Структурная аптымізацыя: у сучасных выпарніках выкарыстоўваецца інтэграваная канструкцыя, такая як гарызантальная або вертыкальная структура бака, з трубаправодамі, падлучанымі праз фланцы, каб знізіць рызыку ўцечкі. Унутраныя цеплаабменныя трубкі звычайна вырабляюцца з нержавеючай сталі або алюмініевага сплаву, ураўнаважваючы нізкі-тэмпературны супраціў і цеплаправоднасць. Інтэграваная структура зборкі палягчае транспарціроўку і мантаж, што робіць яго прыдатным для размеркаваных сістэм газазабеспячэння на заводах, у гасцініцах, школах і іншых падобных установах.