微波殺菌的顯著效果可以使食品不添加防腐劑而延長保鮮期。例如使用微波對切片面包殺菌防霉保鮮已有工業化生產，其保鮮期由原來的3~4d延長到30 ~60d。袋裝生面條微波殺菌防霉裝置每小時加工量為500kg，能很好地解決生面條的制冷保鮮問題。將盒裝魚等肉食品用微波處理后，在0-4℃下可保存6周，原味不變，新鮮如初。
豆腐經微波處理3.5min，在25℃下可保鮮3d，而對照樣組僅保鮮0.5d。將普通市售月餅用微波照射后于28℃恒溫箱中培養，同時設置對照組，結果對照組第6天開始霉變，第12天全部霉變，而微波照射組至第40天未見長霉，隨后放置室溫繼續觀察40d，仍完好如初。
將保鮮難度較大的水產品和牛奶進行微波殺菌，結果表明，在包裝材料和封口工藝符合一定技術要求的條件下，保藏期可以根據不同的要求確定為10d，1個月、3個月和6個月四個檔次。在同樣保藏條件下，保鮮期是不經微波處理的幾十倍，而且色香味和營養成分保存方面都比一般熱力殺菌食品好。
此外，用微波處理蜂王漿、口服液和香菇，不僅可延長保存期，而且可有效保存其中的生物活性物質，這是傳統加熱法所不能比擬的。
