大型雙殼低溫儲罐系統由液體主儲罐（內罐）、液體次儲罐（外罐，如果有）、保冷、蒸氣儲罐、附件、儀表控制系統以及其他組件等構成，一般按照安全級別進行分類，即按照內罐破損發生低溫介質洩漏事故後，洩漏液體和汽化的氣體是否可控的原則進行分類。安全級別主要取決於外罐的功能和性能不同。
液體主儲罐也稱為內罐，可以是敞口容器或是帶固定頂的密閉容器，材質可為金屬或混凝土；液體次儲罐也稱為外罐【或防火堤（Dike）】，也可以是敞口容器或是帶固定頂的密閉罐，材質也可為金屬或混凝土。其他附件、組件及儀表包括人孔、料孔、梯子平臺、物料進出線、吹掃置換系統、預冷系統、壓力真空洩放閥、液位測控、內罐洩漏監測、溫度監控、壓力監控、翻滾防控（溫度、密度監測）、基礎加熱、沉降監測、地震監測、可燃氣探測、消防、火災探測、罐外洩漏監測等。一般物料進出線均設置在罐頂，以防止管線或閥門失效帶來的液體外洩。
（Ⅰ）單容罐系統
單容罐系統（single containment tank system）由一個具有液密性主儲罐、一個氣密性的儲罐和防火堤構成。只有主儲罐可以儲存低溫液體。可以是帶保冷層的單壁或雙殼罐，如有外罐，外罐僅用作支撐保護保冷或密閉常溫蒸發氣體、不能包容內罐洩漏後低溫液體，防火堤可以包容洩漏的低溫液體。圖A.10.3-1為API625中單容雙殼低溫儲罐系統示意圖。
單容罐系統具有結構簡單、建設週期短、罐體造價較低廉的優點，但其缺點也相當明顯，即安全性較低，綜合費用較高。單容罐系統內罐一旦破裂，罐體即喪失包容液體和氣體的能力，液體進入防火堤內，汽化不可控，與周邊的設施相互影響嚴重，佔地面積大，安全影響範圍大；受其結構特點限制，儲罐的操作壓力較低，運行費用較高。單容罐系統適合建在人煙稀少地區。
（2）雙容罐系統
雙容罐系統（double containment tank system）由一個具有液密性和氣密性的主儲罐，建在具有液密性的次儲罐之內。次儲罐能夠包容內罐洩漏的全部液體，但不能包容或控制洩漏液體的汽化蒸氣。主儲罐和次儲罐間距一般不大於6m。圖A.10.3-2為API625中雙容雙殼低溫儲罐系統示意圖。
雙容罐系統的優點很有限，其安全性僅比單容罐高一點，但其缺點非常突出，綜合費用高，性價比最差；內罐一旦破裂，液體進入敞口的次儲罐內，汽化不可控，影響範圍較大。雙容罐系統實際建造數量很少。
（3）全容罐系統
全容罐系統（full containment tank system）由一個具有液密性的主儲罐和具有液密性和氣密性的次儲罐組成。次儲罐不僅能夠包容內罐洩漏的全部液體，還可包容洩漏液體蒸發氣，並實現洩漏液體蒸發氣的可控排放。圖A.10.3-3為API625中全容雙殼低溫儲罐系統示意圖。
全容罐系統的安全性最好，操作費用較低，佔地面積比較小，一般不需要防火堤，但其罐體造價比單容罐高，建設週期比單容罐長。
需要特別注意的是，不同結構、不同材質的全容罐系統的安全性存在明顯的差異。
預應力混凝土外罐型全容罐系統具有安全性高、性價比高、操作壓力較高、節省操作費用、承受一定的外來物體的撞擊（如爆炸形成的飛濺物）、承受一定的爆炸波衝擊、在內罐洩漏的事故狀態下汽化氣可控地排放到火炬或高空中、在火災情況下拱頂不易坍塌、可承受較高的熱輻射值等優點，其缺點是建造週期較長（24個～34個月）。由於預應力混凝土外罐型全容罐系統安全性高，性價比高，一般大型深冷低溫儲罐大多是採用的預應力混凝土外罐型全容罐，如大型天然氣液化廠或接收站的LNG儲罐、乙烯、乙烷、液氨等介質儲罐以及易受外界環境影響的其他介質儲罐。
雙金屬型全容罐系統具有建設週期比較短（18個～26個月）的優點，但其安全水平僅和雙容罐相當，且操作壓力較低，操作費用較高，外罐承受外來物體的撞擊能力較差，承受爆炸波衝擊能力較差，在內罐洩漏或罐頂管道洩漏的事故狀態下，碳素鋼和低合金鋼罐頂存在低溫脆斷可能，使得汽化氣排放不可控，在火災情況下，拱頂有可能坍塌或破裂，受外部熱輻射影響大，緊急洩放量比較大。另外在設計時需要特別注意儲罐基礎的低溫問題。雙金屬型全容罐系統一般用於設計溫度≥-51℃且容量較小的丙烷、丙烯、丁烷低溫儲罐以及外部環境不存在爆炸風險場合的儲罐（儲罐區遠離工藝區等爆炸危險區）。
（4）薄膜罐
薄膜罐（membrane tank）由一個薄鋼板製作的主儲罐（薄膜）、保冷材料和混凝土罐共同組成，該組合結構能夠儲存低溫液體。主儲罐的功能是一個具有液密性薄膜隔離殼、不具備獨立承擔液壓載荷的能力；其混凝土外罐是具有液密性的強度殼；所有作用在薄膜上靜壓載荷和其他載荷通過承載保冷材料傳遞到混凝土儲罐上；一旦薄膜發生洩漏，混凝土罐和保冷系統應能夠包容液體。薄膜罐結構來源於冷凍船的儲液圍護系統，薄膜採用1.2mm厚不鏽鋼波紋板或0.7mm厚因瓦鋼（invar，不膨脹鋼）。
薄膜罐的技術特點是技術難度大，可靠性保障難度較大，易發生微量洩漏問題。其安全性介於全容罐系統和單容罐系統之間。薄膜罐與雙殼全容罐系統的本質區別是僅有一個強度殼，在正常操作中和內罐破損事故工況下，都是混凝土外罐承擔液壓載荷，而雙殼全容罐系統在正常操作中內罐承擔液壓載荷，在內罐破損事故工況下，外罐才承擔液壓載荷。