冷凍食品是將食品凍結并將其貯存于低溫（-18℃以下）條件下，以延緩或抑制微生物的生長，它并不像罐頭食品那樣經過高溫殺菌處理并貯存在完全無菌的狀態下，故微生物對于冷凍食品的品質及公共衛生有很大的關系。而世界各國對于冷凍食品微生物的控制都非常嚴格。

冷凍食品所含的微生物，隨原料的種類、加工方法的不同有很大的差別。通常銷售的冷凍食品含有10~10個/g微生物。最常見的細菌有黃桿菌和極毛桿菌等低溫性微生物，其所占比例最高，占菌落總數的40%左右。冷凍食品中的微生物，可在0~10℃條件下生長的，大部分為革蘭陰性菌、產堿桿菌、無色桿菌，還有部分褐色小球菌、乳酸菌、舍氏菌和鏈球菌。冷凍魚類中的主要腐敗菌為極毛桿菌和無色桿菌，另外也分離出褐色小球菌的陽性菌。家禽肉類和蛋類中多為沙門菌，水果中的微生物則以酵母和乳酸桿菌居多。

冷凍食品中，也常發現耐低溫的酵母如假絲酵母、圓酵母、絲孢酵母、紅酵母等。而常見的霉菌則有交鏈孢屬、孢霉屬、芽枝霉屬、毛霉屬、淡黃青霉、分枝孢屬等。

此外，冷凍食品所含的低溫性厭氧菌在食品衛生中也不可忽視。例如，遠洋冷凍白色魚肉上的梭狀芽孢桿菌及近海棲息性魚上的丙酸桿菌、明串珠球菌等也常被檢出。