Der Joule-Thomson-Effekt tritt immer dann auf, wenn ein nicht-ideales Gas durch eine Drossel verändert wird. Nachdem das Gas das Hindernis passiert hat, entspannt es sich wieder und die Temperatur verändert sich dabei. Ob sich das Gas dabei erwärmt oder abkühlt hängt vom Gas und von dem vorherrschenden Druck ab. Normale Atemluft kühlt durch den Joule Thomson Effekt ab. Ein weiterer Faktor der die Temperaturänderung beeinflusst ist die Menge des Gases. Je mehr Gas durch das Hindernis strömt, desto stärker fällt die Temperaturänderung aus.

Für den Taucher bedeutet dies, dass ab einer Wassertemperatur von ca. 10 Grad grundsätzlich mit einem vereisen der ersten Stufe zu rechnen ist. Weitere Faktoren die ein vereisen der ersten Stufe herbeiführen können sind z.B. das Betätigen der Luftdusche, tauchen in großen Tiefen oder hektisches Atmen wenn Stress oder Panik auftritt.