動植物食品均由細胞組成。其中，果蔬類植物由纖維素和果膠質圍繞著軟質細胞群所構成的組織組成，在細胞間存在有氣體間隙。與此比較起來，魚肉和作為食用肉的動物肌細胞為細長的纖維狀，有相當彈力的肌纖維鞘包在細胞膜外，鞘中肌原纖維規則整齊地排列著，然后此肌纖維成束外面包圍著結締組織成為肌肉，進而肌肉以結締組織組成的厚膜所包裹。這些厚的、有彈性的結締組織在冰結晶形成時，保護肌肉細胞組織，在解凍時也有促進復原的作用。

動植物由于這樣的細胞組織組成，因此冷卻而生成冰結晶，進而到凍結狀態的冰結晶對它們的影響頗大，主要是影響生物體的組織結構變化和細胞內膠質結構的變化。若形成大結晶之類的異物，細胞和細胞組織會受到機械損傷。另外，在水結冰后，體積約膨脹 9％，由此使植物體之類的軟細胞組織易受到損傷。再者，在植物組織中有細胞間隙氣體、溶存氣體等，特別是溶存氣體，若氣化則體積增大數百倍，產生大的膨脹壓而起破壞作用。因此若把凍結的草莓和番茄解凍，就會失去原來的硬度，成為松軟狀。而若將凍結鱈魚解凍，則肉質成為多孔性的海綿狀。同時，細胞由膠質狀的原形質組成，在形成冰結晶的過程中膠質脫水，因而隨著結晶的生成，未結晶部分的殘液的可溶性物質的濃度逐漸增高，在細胞內外形成濃度差，產生不同的滲透壓；而pH值的變化則使蛋白質成為鹽析狀態而沉淀，溶解性降低以至變性。所以，解凍即使使冰結晶恢復成原來的水，也不可能再恢復原來的膠質狀態（即新鮮狀態）。解凍凍結食品的膠質的不可逆性主要是由于生成了冰結晶的原故。

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