低溫處理作為貯藏食品中抑制化學反應和酶反應、阻止微生物生長的手段，很早就被極其廣泛地應用了。   
    在一般情況下，溫度越低微生物生長越慢，至某一溫度界限以下則所有的微生物活動完全停止，因此可以采用低溫（冷凍）來控制微生物生長。而在實際的食品保藏中，常常采用0℃左右或略高一點的溫度來冷藏。在這樣的溫度下，雖然不可能完全抑制微生物的生長，但可在相當長時間內使食品保持原來的狀態。由于經濟上是合算的，所以對某些種類的食品來講，冷藏可以說是出色的保藏方法。
     1、微生物生長和環境溫度的關系
    微生物生活環境的物理和化學條件只能在一定的范圍內變化。如果超越了變化范圍，則生長就不能進行。另外，綜合的環境條件，即使大致在可能生長的范圍內，如果各個環境因素遠離微生物生長的最適值，則也會相應地降低微生物生長速度。
    環境溫度從這個意義上來說也是控制微生物生長活動的最重要因素之一。用冷凍、冷藏來防止食品的腐敗和變質，應使其環境溫度處于不適于大部分腐敗微生物的生長的范圍內，從而使得由微生物活動而引起的食品成分的各種反應難以發生和進行，這也就是低溫保藏的原理。   
    通常，微生物可以生長的溫度范圍很廣，從最低的-10℃到最高的80℃之間。然而，這是對含有非常多種類的微生物生物群的整體而言，實際上從各種微生物來看，其可以生長的溫度范圍比此值狹隘得多。生長最適溫度在25～45℃的微生物稱為嗜溫微生物，也是我們周圍普遍存在的微生物，引起食品腐敗和變質的微生物大部分屬于此群。生長最適溫度在 25℃以下的微生物稱為低溫微生物，這類微生物為冷藏時引起食品變質的重要微生物群。最適溫度在45℃以上的微生物是土壤中常見的菌群，稱為嗜熱微生物。
     2、在低溫環境中微生物的生長
    多數嗜低溫細菌在0℃或更低的溫度下，有某種程度的生長。但是在這樣的溫度下，即使某些微生物能生長，也并不是一個好的溫度。它們生長最快的溫度通常為15℃或20℃。就是在特別低溫下能生長的微生物，其最適溫度也是在10℃左右。因此，在低溫下，生長速度隨著溫度的降低而降低，0℃以下則極其緩慢。
    研究結果表明，遠離生長最適溫度時，細胞分裂時間逐漸增長。在0℃左右，嗜低溫細菌的分裂速度也極其緩慢。   
     3、嗜低溫微生物的分布
    微生物生長的適宜溫度和進行代謝活動的溫度范圍，一般與此微生物生活環境的溫度有關。大多數在水溫低的海洋中生活的魚類，在自然狀態下附帶的微生物幾乎大部分都是嗜低溫性的微生物，它們即使在0℃也能很好地生長。所以把附有這些嗜低溫微生物的魚體等進行冷藏，尤其是在0℃左右或略高一點的溫度下貯藏時，經常會發現這類微生物生長的現象。例如；在-2℃下冷藏的魚肉中，活菌數隨時間的推移而增加。
    由此，鮮魚貝類等水產食品粘附嗜低溫微生物的可能性比較大。雖然偶爾也有在農產食品中發現嗜低溫微生物的情況，但是由于在畜肉類、水果蔬菜等的農產食品上附著的細菌大部分為嗜中溫性類型，所以在低溫下，這些食品的腐敗和變質，由酵母和絲狀菌引起的比細菌引起的更多。而這些食品在常溫下貯藏經常變質的原因，則是由產芽孢細菌的芽孢引起的，即使在5～8℃的低溫下，芽孢也可發芽后進行營養增殖，但產生的營養細胞在低溫下會緩慢地死去。   
    絲狀菌群或霉菌在低溫下能生長的種類也比較多。在食品中廣泛存在的曲霉和青霉大多數在10℃上下的溫度均能生長。在5℃或0℃，則生長受到限制，但仍然有相當多種可以生長。這類絲狀菌在冷藏食品的污染中，占有最大比重。嗜低溫微生物均在各自相應的低溫下生長，由于是食品腐敗和變壞的原因，故在食品冷藏的情況下必須予以充分注意來防止其污染和生長。
     4、低溫處理殺滅的微生物  
    實踐中看到，在低溫貯藏過程中微生物的活菌數僅僅以極緩慢的速度減少，因此不能期望用冷凍和冷藏等的低溫處理來殺滅食品中存在的微生物。低溫下微生物的死亡速度受到微生物種類、細胞的老幼、冷凍時的溫度、冷凍時間、冷凍速度、解凍速度、食品的化學組成等各種因素的影響。由冷凍而引起的微生物細胞死亡機理尚沒有完全搞清楚。但隨著細胞內存在的水部分結冰而殘存的溶液中溶質濃度增加，引起蛋白質的變性和隨著冰晶的形成，細胞結構部分地破壞等是使微生物細胞死亡的一部分原因。在比0℃稍高溫度下，某些微生物可能發生異常代謝，也成為在低溫下促進微生物死亡的部分原因。