液体が氷になる凝固点（水の場合は0℃）を下回っても、凍らずに液体の状態を保ち続ける物理現象を「過冷却」と呼びます。通常、水が氷へと相転移するには、分子同士が規則正しく並ぶきっかけとなる「氷核（結晶の種）」が必要です。水分子が整列する刺激のない静かな環境では、0℃以下になっても凍結が始まらず、液体として存在し続けます。
市販のコカ・コーラを未開封のまま適切に冷却すると、液温はおよそマイナス3℃からマイナス4℃前後まで凍らずに低下します。この極限状態のボトルを開栓して急激に気圧を下げたり、軽く衝撃を与えたりすると、過飽和状態だった炭酸ガスが一気に微細な気泡となって出現します。この気泡が氷核の役割を果たし、ドミノ倒しのように一瞬で周囲の分子を巻き込んで凍結の連鎖が広がるのです。
自宅でこの現象を起こす鍵は「内圧コントロール」にあります。冷却前にあらかじめペットボトルを振って炭酸ガスを液体から追い出し、ボトル内部の空気圧を極限まで高めておくことで、液体が凍ろうとする膨張エネルギーを押さえ込みます。この気圧と糖度による氷点降下の相互作用こそが、家庭でアイスコールドコーラを成功させる科学的裏付けです。
