微生物的繁殖和生長都建立在復雜的生化反應基礎上，而反應速度隨溫度降低而減慢，但微生物的生命力很強，當處于比它們的生存最低溫度還要低的溫度下，雖然停止生長，但仍舊可以極緩慢地新陳代謝，維持生存，當溫度一旦恢復到適宜條件，則微生物可以再度繼續生長并恢復正常代謝。
   
　　低溫對微生物的這種抑制作用可用于延長食品的貯存期。很明顯，微生物的初始數量越少，食品的貯存期越長。根據微生物的適宜生長溫度范圍可將微生物分為三大類：嗜熱菌、嗜溫菌和嗜冷菌。在低溫貯藏的實際應用中，嗜溫菌、嗜冷菌是最主要的。
   
　　大多數食物的致毒性微生物類和糞便污染性菌都屬于嗜溫菌類。糞便污染菌類可用作微生物(衛生檢驗)指示劑，當它們的含量超出一定范圍時即可指示出食物受致毒菌污染。通常食物致毒性菌在溫度低于5℃的環境中即不易生長，而且不產生毒素；毒素一旦產生后，是不能用降低溫度來使之失去活性的，這也為食品放在低溫倉庫內能夠保證其質量不會發生改變的原因。
   
　　微生物菌落能在冷藏期間繁殖的，大多數屬于嗜冷性菌類，它們在0℃以下環境中的活動有蛋白水解酶、脂解酶和醇類發酵酶等的催化反應。由于大多數動物性食品(肉、禽、魚)的嗜冷菌主要是好氧性的，如果加以包裝或在厭氧條件下冷卻貯存(裝滿包裝袋，空隙部分抽真空或充二氧化碳、氮氣等惰性氣體)，可顯著地延長貯藏期。大多數蔬菜上的嗜冷菌為細菌和霉菌，而水果上主要是霉菌和酵母。