Bảo quản lạnh thường từ -1.6 ÷ -1.2oC đối với cá nước ngọt và -2oC đối với cá nước mặn. Thành phần và số lượng vi sinh vật của cá bảo quản lạnh không khác gì cá tươi. Thời gian bảo quản phụ thuộc vào mật độ vi sinh vật ban đầu. Mặt khác nếu người ta dùng kết hợp hoá chất với phương pháp bảo quản lạnh thì thời gian sẽ bảo quản lâu hơn. Hoá chất thông dụng thường dùng là: tetraxilin1-2ppm, NaNO2 0.15%, khí CO2 hoặc SO2 dạng tuyết từ 20-70% so với cá.
Bảo quản ở nhiệt độ thấp được dùng rộng rãi để giữ chất lượng ban đầu của cá. Những vi sinh vật nhiễm vào cá gồm các nhóm ưa lạnh, ưa ấm và ưa nhiệt. Một trong số chúng chịu được nhiệt độ lạnh và phát triển ở nhiệt độ 0oC hoặc thấp hơn, tuy rằng sự phát triển có hơi chậm và các vi sinh vật không bị chết hoàn toàn ở nhiệt độ đông lạnh.
Ướp lạnh cá chủ yếu làm ức chế các quá trình hoạt động của enzyme và các vi sinh vật gây thối. Trong khi ướp thân nhiệt của cá chưa đến điểm đóng băng của dịch tế bào cá. Đây cũng là điểm khác nhau cơ bản giữa phương pháp ướp lạnh và phương pháp đông lạnh. Ướp lạnh không làm ngừng quá trình phân huỷ cá mà chỉ làm quá trình này chậm lại.
Hệ vi sinh vật của cá ướp lạnh về nguyên tắc không khác gì so với cá tươi. Nhưng trong cá ướp lạnh nhóm vi sinh vật ưa lạnh ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng và thời gian bảo quản cá.
Trong bảo quản lạnh cá thường gặp các loài vi khuẩn hiếu khí ưa lạnh như
Pseudomonas fluorescens, Bacterium putrifaciens… và một số loài nấm mốc như Mucor, Aspergillus, Penicilium…