Проблемну науково-дослідну лабораторію фізики низьких температур Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна було створено у 1966 році рішенням РМ УССР. Лабораторія працює при кафедрі фізики низьких температур фізичного факультету. Лабораторія та Гелієва зріджувальна станція Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна є єдиними підрозділами такого типу у вищих навчальних закладах України. Першим науковим керівником Проблемної науково-дослідної лабораторії фізики низьких температур був член-кореспондент НАН України, професор В. Г. Хоткевич, зараз наукове керівництво здійснює професор Борис Олександрович Мерісов.

Лабораторія є експериментальною базою кафедри фізики низьких температур. Основним напрямком роботи є дослідження теплових та транспортних процесів, а також надпровідності, включаючи високотемпературні надпровідники, у твердих тілах з дефектами у широкому інтервалі температур та магнітних полів.

Проблемна лабораторія фізики низьких температур має великий досвід у галузі дослідження електронних, теплофiзичних та механічних властивостей металів і конструкційних матеріалів у широкому інтервалі температур. Лабораторія плідно співпрацювала з такими організаціями та підприємствами, як Авіаційний науково-технічний комплекс імені А. Туполева, Науково-виробничі об’єднання «Енергія», «Крiогенмащ», «Гелiймаш», «Геофізика», Інститут теплових процесів, Держстандарт України, Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» тощо.

За результатами досліджень на базі лабораторії захищено 5 докторських та 15 кандидатських дисертацій.