液体的汽化过程可以分为蒸发和沸腾。蒸发是指在液体表面上的汽化过程。根据流体运动的动力分类，沸腾过程分为自然对流沸腾（又称池沸腾）和强迫对流沸腾。池沸腾时，流体的运动是由温差和气泡的扰动引起的。而强迫对流沸腾需要借助外部的压差作用才能维持。低温工质发生的沸腾被称为低温沸腾。低温流体接触角偏小，不利于气泡在加热表面的核化，低温流体的特殊物性使得低温流体沸腾特性与常温流体存在显著差异。同时，加热表面热物性对低温流体的沸腾传热特性存在重要影响。对于液氮，不同金属表面的换热系数相差10倍以上，对于液氦甚至高达40倍以上。主要原因是在低温下，微小的热流密度变化就会引起加热表面温度和物性的很大变化。

低温沸腾的可视化研究与常温流体沸腾相比，最大区别在于低温流体温度远低于室温，对整个实验系统和光路等的布置有很高的要求，在低温沸腾可视化实验系统中需要采取小尺寸光学视窗、在光学视窗上加工红外反射涂层、在实验系统中安置红外辐射过滤器和防辐射挡板、运用内窥镜和光纤把相机与光源置于远离低温流体的室温中等手段，都是尽可能地减小外界红外辐射漏热对实验的影响。超流氦和超临界氮瞬态热物理过程中物理量的变化非常小，不容易直接观测，通过测量流体密度变化所引起的光线强度的波动，运用激光全息干涉等技术搭建合适的光路系统对这些信号进行放大与显示，可以获得令人满意的可视化实验结果。粒子图像测速技术对超流氦的流动现象是可进行可视化研究的有效手段，已经得到相关的实验验证。