对低温表面毫米级过冷水滴的撞击冻结耦合过程进行实验研究，综合分析了水滴撞击速度、水滴过冷度和基板温度对水滴撞击动力学和冻结行为的影响。研究表明：当撞击速度一定时，最大铺展直径系数随着水滴过冷度的降低而减小，但和基板温度无关，提出了一个修正模型可用于描述最大铺展直径系数的实验结果；成核时间随基板温度降低而提前，导致最终冻结面积增大，当基板温度为-28～-24℃，“珊瑚状”成核在回缩阶段的三相接触线上形成；当基板温度低于-28℃，“菌状”成核在铺展阶段中出现；水滴撞击动力学特性和冻结行为耦合作用决定冻结形貌，最大铺展面积的增大促使冻结形貌由“煎饼状”向“盆状”转变。