冷蔵車の使用目的は大きく分けて5つある。
1.乳製品や鶏肉の輸送用。内部に棚を持った冷蔵車を使用する。
2.果物や野菜などの輸送用。季節的に利用されることが多い。また青果の冷蔵車の利用は長距離輸送中心で、短距離では積み荷が熟する時に発生する熱（とアセトアルデヒドやエチレンなどのガス）を取り除くために通風車を使用すれば十分なことが多い。
3.食品やビール・ワインなどの輸送用。これらでは冷蔵機能は必要ではなく、単に保温のために断熱機能が利用されることが多い。冬期に保冷ではなく、保温（凍結防止）のために用いることがある。
4.食肉の輸送用。内部に肉を吊るすレールや塩水を利用した低温冷却装置を備えている。食肉輸送用のものは食肉業者の私有貨車が多かった。
5.魚介類の輸送用。氷を詰めた発泡スチロール容器や木箱に魚を一緒に入れることが多く、車両に備えられた氷槽はあまり利用されなかった。
日本では、機械式冷凍機を備えた車両は実験的にしか現れず、氷槽を備えた車両でもそれをあまり利用せず、主に5の魚介類輸送目的で使用されていた。地方の漁港で水揚げされた鮮魚を首都圏や近畿圏などの大都市圏に輸送するために多く用いられ、レサ10000形とレムフ10000形で構成された特急鮮魚貨物列車「とびうお」や「ぎんりん」は代表的な列車であった。
道路網の拡充と冷凍機付きトラックの発展に伴い、輸送距離が短い日本では、積み替え時間の占める割合が大きい鉄道貨物輸送では太刀打ちできず、さらに冷蔵機能付きコンテナが登場したことにより特急貨物列車もコンテナ化されたことから1986年（昭和61年）までに全て運用を離脱した。しかし世界的に見れば、今でも冷蔵車を運行している国は多い。
