El ingrediente principal de las bolsas de gel de hielo es el agua. El agua tiene una alta capacidad de calor latente, lo que lo convierte en un depósito de calor ideal para mantener frescos los alimentos, las bebidas y las partes lesionadas del cuerpo. Aunque la composición varía según la marca, el agua generalmente se complementa con hidroxietilcelulosa o gel de sílice, recubierto con vinilo, para evitar que el agua se congele en un bloque sólido de hielo.
Las bolsas de hielo se dividen en dos categorías amplias: las que deben congelarse por adelantado y las que se enfrían instantáneamente cuando se activan. Las personas deben congelar el agua y la celulosa y el agua y los paquetes de gel de sílice antes de su uso, pero tienen una gran capacidad de calor que los mantiene fríos durante períodos prolongados. Se utilizan más comúnmente en refrigeradores como refrigerante para alimentos y bebidas.
A diferencia de los paquetes de gel reutilizables, los paquetes de hielo instantáneo no tienen que refrigerarse ni congelarse antes de usarlos. Las bolsas de hielo instantáneas contienen cantidades de agua y nitrato de amonio, que se mantienen separadas por particiones interiores. Cuando se aplica suficiente fuerza para romper las particiones, el agua y el nitrato de amonio se mezclan y comienzan una reacción endotérmica que drena el calor de su entorno. Esto enfría instantáneamente el paquete y lo mantiene frío durante varios minutos, lo que lo hace ideal para primeros auxilios.