本发明公开了一种冻存架循环机构总成，属于生物样本冻存技术领域，包括并列设置的两横移模组、连接在两横移模组之间且并列排布的两支撑轨道、两列冻存架、两输送机构；输送机构包括输送架，输送架的两端分别具有勾卡件；横移模组包括底座、转动设置于底座的齿轮、两相互平行并垂直于支撑轨道的齿条组件；每个齿条组件均包括与齿轮啮合的齿条、拨动冻存架的横移卡件、与横移卡件配合的横移导向结构；冻存架的下端具有对应卡槽的横移拨块，且每列中相邻两冻存架下端的横移拨块的位置分别与两齿条组件的卡槽相对应。两列冻存架以及两端的横移模组同时动作，避免相互等待而浪费时间，大大提高了冻存架的移动效率，快速将目标冻存架从阵列中移出。