在低温环境下进行ARPES（角分辨光电子能谱）实验，主要基于以下关键原因：
低温能够显著减小电子的热涨落效应，从而降低由温度引起的能量展宽。热涨落会导致电子能级模糊，影响谱线的清晰度；而温度越低，热展宽越小，ARPES测得的能带结构就越*确，这有助于研究人员更清晰地观测材料的电子结构。
此外，某些量子现象仅在低温下才能稳定存在。例如，在准一维材料(TaSe₄)₂I中，高温时表现为外尔半金属态，而在低温下会因电荷密度波相变转变为轴子绝缘体。这种拓扑相变的观测需要结合低温ARPES与XRD等手段，低温环境在此过程中起到了至关重要的作用。
低温还能有效抑制杂质引起的电子散射的热激活行为。以石墨烯体系为例，当温度升高至34 K以上时，原本由杂质诱导的全域谷间散射会消失，新形成的狄拉克锥发生各向异性劈裂。这表明低温对维持特定量子干涉模式至关重要，有助于保持材料的量子态稳定。
尽管光源本身（如氦灯）存在光子能量展宽和非极化特性等固有限制，但低温环境仍能在很大程度上弥补这些不足，使实验条件更接近理想状态，从而获得更可靠的实验数据。
