（1）微生物在低温时酶活性下降，使各生化反应速度减慢，这些生化反应按各自的温度系数减慢，因此破坏了各反应的协调，影响微生物的生活机能。
（2）低温下，细胞中类脂质变硬，减弱了原生质的渗透作用，此外，低温使细胞部分原生质凝固，破坏了物质代谢的正常运行，细胞受到损害。
（3）低温下结冰，细胞内原生质或胶体脱水。胶体内溶质浓度增高，使蛋白质变性；微生物细胞失水，使代谢机能受到抑制；且冰晶使细胞受到机械性破坏。
总之，细胞原生质结构和物质代谢的破坏是微生物受到低温损害的主要原因。