Los protóns son guiados en e anillo del acelerador mediante un poderoso campo magnético proporcionado por corrientes superconductoras. Los cables operan a la temperatura de 1,9 K(uns -271°C), una temperatura más fría que la del espacio exterior.

El proceso consiste en hacer circular nitrógeno líquido dentro del cuerpo del Dipolo a fin de que la temperatura descienda a 80 K (-193 ºC). A continuación se añade helio líquido para pasar de los 80 K a 4 K. Finalmente, disminuyendo la presión del helio hasta 15 milibares, se produce la caida hasta ls 1,9 K

Con el acelerador dividido en 8 sectores delimitados por sus sistemas de acceso, el mesmo número de unidades costituyen el sistema de refrigeración do LHC.

Para el LHC, dos sistemas de refrigeración de 12 kW a 4.5 K, utilizados en el antiguo LEP, fueron mejorados hasta una capacidad de 18 kW, y dos equipamientos no estándar de 18 kW han sido instalados. Gas helio es enfriado hasta 80 K mediante 10000 toneladas de nitrógeno líquido en superficie (el nitrógeno líquido no se inyecta directamente en el LHC para evitar un posible accidente con muertes por asfixia en caso de fuga en el tunel). Pero esta bajada de temperatura constitue la primeira fase.

Para garantizar el correcto comportamento de los componentes del acelerador, el helio debe ser enfriado aún más. Así, el helio a 4,5 K se inyécta en los dipolos (que pasan también a ser llamados "cold masses"), hasta llenarlos por completo. Finaliza así la segunda fase del proceso del enfriamiento.

En la tercera y última fase, las unidades de refrigeración llevan al gas noble hasta los 1,9 K (-271,3ºC). Para conseguir esto, el vapor de presión sobre el baño de helio tiene que ser reducido.

Para bajar hasta los 15 mbars de presióncompresores volumétricos a temperatura ambiente son combinados con compresores centrífugos hidrodinámicos que funcionan a esas bajas temperaturas (Cold Compression System - CSS). Cuando el helio es enfriado a esa temperatura pasa a partir dos 2,17 K (–271,0 °C) a estado "superfluido", que entre otras notables propiedades tiene la de poseer una conductividad térmica alta, lo que lo hace ideal para sistemas de refrigeración muy grandes.   Distribuyendo el frío. La potencia frigorífica es distribuida mediante una enorme línea criogénica(QRL). Para llevar el helio a esas bajas temperaturas, primero é almacenado en cinco tanques de distribución (QUI), que constituyen cinco "islas criogénicas" instaladas en los accesos del túnel. La línea criogénica tiene el mismo diseño que el colisionador, por lo que en realidad dentro del túnel van en paralelo la instalación de distribución del helio y la del colisionador.

Estamos pues hablando del sistema de refrigeración más grande del mundo, con 27 km de largo.