ถุงน้ำแข็งหรือถุงเย็น (หรือในบางกรณีเรียกว่าถุงเจล ) เป็นถุงพกพาที่บรรจุน้ำหรือของเหลวอื่น ๆ หรือเจล ทำความเย็น เพื่อให้ความเย็น สามารถแบ่งออกเป็นแบบใช้ซ้ำได้ ซึ่งทำงานเป็นมวลความร้อนและต้องแช่แข็ง หรือแบบใช้ทันที ซึ่งจะทำให้เย็นลงเองโดยใช้สารเคมี แต่ใช้ได้เพียงครั้งเดียว แบบใช้ทันทีโดยทั่วไปจะจำกัดการใช้งานทางการแพทย์ เช่นการประคบเย็นเพื่อบรรเทาอาการปวดจากการบาดเจ็บเล็กน้อย ในขณะที่แบบใช้ซ้ำได้ใช้ทั้งในการประคบเย็นและใช้รักษาความเย็นของอาหารในกล่องเก็บ ความเย็นแบบพกพา หรือในภาชนะบรรจุขนส่งที่มีฉนวนเพื่อรักษาความเย็นของผลิตภัณฑ์ระหว่างการขนส่ง^{[ 1 ]}

ก่อนนำชุดอุปกรณ์ไปใช้งาน ต้องนำชุดอุปกรณ์ไปแช่ในช่องแช่แข็งก่อน ทั้งน้ำแข็ง และ สารทำความเย็นที่ไม่เป็นพิษอื่นๆสามารถดูดซับความร้อนได้ในปริมาณมากก่อนที่จะร้อนเกินจุดหลอมเหลว

ถุงน้ำแข็งใช้ในกล่องเก็บความเย็นเพื่อรักษาอาหารที่เน่าเสียง่าย (โดยเฉพาะเนื้อสัตว์ ผลิตภัณฑ์นม ไข่ ฯลฯ) ให้อยู่ต่ำกว่าช่วงอุณหภูมิอันตราย5–75 องศาเซลเซียส (41–167 องศาฟาเรนไฮต์)เมื่ออยู่นอกตู้เย็นหรือตู้แช่แข็ง และเพื่อรักษาเครื่องดื่มให้เย็นสบาย ปริมาณน้ำแข็งที่ต้องการจะแตกต่างกันไปตามปริมาณอาหาร อุณหภูมิเริ่มต้นของอาหาร ฉนวนกัน ความร้อนของกล่องเก็บความเย็น และอุณหภูมิแวดล้อม รวมถึงการสัมผัสกับแสงแดดโดยตรง น้ำแข็งที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเยือกแข็งตั้งแต่เริ่มต้นจะอยู่ได้นานกว่าเล็กน้อย  

น้ำมีค่าความร้อนแฝงของการหลอมเหลวสูงกว่าสารส่วนใหญ่มาก และมีอุณหภูมิหลอมเหลวที่สะดวกและหาได้ง่าย เช่น โดยใช้ตู้แช่แข็งในครัวเรือน มักมีการเติมสารต่างๆ เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของน้ำ ตัวอย่างเช่น อาจเติมสารเพื่อป้องกันการเจริญเติบโตของแบคทีเรียในบรรจุภัณฑ์ หรือเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำแข็งตัว ทำให้คงสภาพเป็นเจลข้นตลอดการใช้งาน

เจลแพ็คส่วนใหญ่มักทำจากวัสดุที่ไม่เป็นพิษซึ่งจะคงสภาพเป็นเจลที่ไหลช้า ดังนั้นจึงไม่หกง่ายหรือก่อให้เกิดการปนเปื้อนหากภาชนะแตก เจลแพ็คอาจทำได้โดยการเติม^ไฮดรอกซีเอทิลเซลลูโลส [ ^{2 ]}โซเดียมโพลีอะคริเลต โพลิเมอร์ดูดซับพิเศษ หรือ ซิลิกาเจลเคลือบไวนิล

ถุงประคบเย็นแบบใช้ครั้งเดียวเป็นอุปกรณ์แบบใช้ครั้งเดียวที่ประกอบด้วยถุงสองใบ ใบหนึ่งบรรจุน้ำ อีกใบหนึ่งบรรจุแอมโมเนียมไนเตรตแคลเซียมแอมโมเนียมไนเตรตหรือยูเรียเมื่อถุงน้ำด้านในแตกจากการบีบบรรจุภัณฑ์ ของแข็งจะละลายในกระบวนการดูด ความร้อน ทำให้ลดอุณหภูมิของถุงประคบเย็นลงอย่างรวดเร็ว กระบวนการนี้จะดูดซับความร้อนจากสิ่งแวดล้อม^{[ 5 ]}

ถุงประคบเย็นแบบใช้ทันทีเป็นทางเลือกที่สะดวกแทนน้ำแข็งบดที่ใช้เป็นปฐมพยาบาลสำหรับอาการบาดเจ็บจากการเล่นกีฬาหรืออาการเจ็บป่วยจากความร้อนและสามารถพกพาไปใช้เป็นปฐมพยาบาลในพื้นที่ห่างไกลหรือพื้นที่ทุรกันดารที่ไม่มีน้ำแข็ง อย่างไรก็ตาม ถุงประคบเย็นแบบใช้ทันทีไม่ได้ให้ความเย็นมากเท่าหรือนานเท่ากับน้ำแข็ง^{[ 6 ]}

เจลแพ็คทำขึ้นโดยใช้ไดเอทิลีนไกลคอลและเอทิลีนไกลคอลซึ่งทั้งสองชนิดสามารถทำให้เกิดอาการป่วยได้หากรับประทานในปริมาณมาก^{[ 7 ]}ทำให้ไม่เหมาะสำหรับใช้กับอาหารคณะกรรมการความปลอดภัยผลิตภัณฑ์สำหรับผู้บริโภค ของสหรัฐอเมริกา ได้เรียกคืนเจลแพ็คดังกล่าว^{[ 7 ]}

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับถุงประคบเย็น

• การบำบัดด้วยความเย็น
• ชุดร้อน
• เครื่องอุ่นมือ
• ฮิโลเทอราพี
• วัสดุเปลี่ยนสถานะ
• เอนทาลปีของการหลอมเหลว