El tratamiento criogénico profundo ha mostrado ser un método fácil para aumentar las características de muchos materiales, incluidos los aleaciones de hierro, aluminio y magnesio. Sin embargo, no ha habido estudios previos sobre su efecto en la microestructura y las propiedades térmicas y mecánicas de los nanocompuestos a base de magnesio. En este estudio, se procesó un nanocompuesto de Mg/2wt.%CeO2 utilizando un procesamiento de deposición de fusión desintegrada acoplado con extrusión en caliente, seguido de un tratamiento criogénico en nitrógeno líquido durante 24 horas. Los resultados de caracterización muestran aumentos en la densidad (reducción de la porosidad), temperatura de ignición, resistencia a la compresión, ductilidad a la compresión y microdureza. Este estudio, por primera vez, muestra la relevancia significativa del tratamiento criogénico profundo en la mejora de una variedad de propiedades de un nanocompuesto a base de magnesio que puede ser catalítico para mejorar su espectro de aplicación.