+ Biến đổi hóa học:
Protein của sản phẩm thủy sản thường xuyên biến đổi trong thời gian lạnh đông và tốc độ biến tính protein phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ dưới điểm đóng băng một chút, ví dụ -20C tức khắc xảy ra những biến đổi nghiêm trọng, những chất myozin và myogen hòa tan biến tính trở thành không tan, thủy sản sẽ mất vẽ trong suốt mà hóa mờ đục đi, khi tan giá protein sẽ chảy ra ngoài. Ngay ở nhiệt độ -100C, protein biến tính nhanh đến nỗi một
protein và tốc độ này chậm lại nếu bảo quản ở nhiệt độ càng thấp. Ở nhiệt độ - 200C biến tính không đáng kể.
Biến đổi chất béo của thủy sản có thể xảy ra trong thời gian bảo quản. Oxi hóa chất béo xảy ra nhanh chóng nếu nhiệt tăng cao. Do đó bảo quản ở nhiệt độ càng thấp thì càng giảm sự biến đổi hư hỏng.
+ Biến đổi cảm quan:
Chất lượng thủy sản thường được đánh giá qua bề ngoài, do đó biến đổi màu sắc khi bảo quản không có ý nghĩa lắm nhưng lại biểu thị cho xuống cấp sản phẩm. Những biến đổi trong thịt cá gây nên biến đổi màu sắc cũng được trì hoãn ở nhiệt độ bảo quản càng thấp.
+ Biến đổi vật lý:
Mất nước sản phẩm là mối quan tâm chủ yếu khi bảo quản trong kho lạnh và tốc độ mất nước có thể đi liền theo một số yếu tố về thiết kế và vận hành kho trữ đông. Khi thủy sản trữ đông bị mất nước nhiều, bề mặt trở nên khô, đục và xốp. Dần dần lớp này ăn sâu vào bên trong sản phẩm, tạo nên tình trạng cháy lạnh. Hiện tượng này có thể không xảy ra khi làm lạnh đông được thiết kế đúng kỹ thuật, nhưng sẽ xảy ra sau một thời gian dài bảo quản trong kho trữ.
Thủy sản lạnh đông sẽ hóa khô nước dần dần trong kho trữ đông ngay cả trong điều kiện kho tốt. Điều này sẽ liên kết với những tác hại khác hơn là tác hại cụ thể như sản phấm sẽ bị hao tổn trọng lượng tự nhiên. Mất nước cũng gia tăng sự biến tính protein và gia tăng sự oxi hóa chất béo của thủy sản.