Een koelcel of koelruimte is een afgesloten ruimte die opzettelijk gekoeld wordt tot een temperatuur vlak boven het vriespunt. Het koelen gebeurt meestal elektrisch of met gas, maar kan ook op natuurlijke wijze gebeuren, zoals bij een ijskelder. Het doel van deze koeling is het afremmen van chemische reacties en groei van micro-organismen.
Een variant op de koelcel is de vriescel, waarbij de temperatuur beneden het vriespunt wordt gehouden in plaats van vlak erboven.
Koelcellen worden doorgaans gebruikt door bedrijven die met bederfelijke waar werken, bijvoorbeeld voedselindustrie, horeca en laboratoria. Daarnaast bestaan er speciale koelhuizen, opslagruimtes die bestaan uit meerdere koelcellen voor verschillende producten en/of klanten.