Kühlmittel, Sammelbezeichnung für Gase, Flüssigkeiten oder Festkörper (z. B. Luft, festes Kohlendioxid oder Trockeneis, flüssiger Stickstoff, flüssiges Helium) oder spezielle organische Verbindungen, welche die Wärme eines anderen Stoffes aufnehmen. Bei diesem Vorgang wird die Temperatur des Stoffes erniedrigt oder konstant gehalten. Der Wärmeentzug kann auch die Überführung in den festen Zustand (z. B. Erstarren, Kristallisation oder Desublimation) zur Folge haben. Bei der Verdampfungs- und der Verdunstungskühlung gehen flüssige Kühlmittel unter Aufnahme von Verdampfungswärme in den gasförmigen Zustand über (siehe Verdampfung). Kühlmittel besitzen einen geringen Dampfdruck bei hohen Temperaturen, einen niedrigen Siedepunkt und eine hohe Verdampfungswärme. In der Kältetechnik nutzt man Kältemittel in Kühl- bzw. Gefrierschränken oder Klimaanlagen.

Kühlmittel dürfen nicht brennbar und nicht explosibel sein. Darüber hinaus sollten sie chemisch stabil, ungiftig, nicht korrosiv und wirtschaftlich herzustellen sein.

Als Sicherheitskühlmittel (unbrennbar und ungiftig) wurden lange Zeit die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (Abkürzung: FCKW) favorisiert. Weil sie jedoch eine Ursache für die Zerstörung der Ozonschicht sind, werden sie zunehmend durch Kohlenwasserstoffe (z. B. Propan, Propen) ersetzt.