冰結晶是表現凍結過程的最基本的實質。當食品中所含水分結成冰結晶時，既有熱量從食品中傳出，同時食品的溫度也隨之降低。圖4-1為食品凍結時中心溫度變化的曲線圖。
從物質的分子結構來看，液體是介于氣體和固體之間的。當液體溫度降低至冰結點時，液相與結晶相處于平衡狀態。要使液體變成冰結晶體，就必須破壞這種平衡狀態，也就是使液體溫度降至稍低于冰結點的溫度，造成液體的過冷。由此可見，過冷現象是使液體中產生冰結晶的先決條件。
食品在凍結過程中，隨著凍結時間的延長，冰晶將不斷地發展，使食品內部的熱量不斷導出而在其內部產生冰結晶。總之，食品冰結晶形成的條件主要包括以下三點。
1. 液體過冷
當液體的溫度降至凍結點時，液相與結晶相處于平衡狀態。要使液相向結晶相轉變，必須降溫至稍低于凍結點，造成液體的過冷。過冷現象是冰結晶的先決條件。
2. 晶核形成
當液體處于過冷狀態時，由于某種刺激作用會產生結晶中心，形成晶核。例如，溶液內局部溫度過低，水溶液中的氣泡、微粒及容器壁等。
3. 冰結晶生長
晶核形成后，冷卻的水分子向晶核移動，凝結在晶核或冰結晶的表面，造成冰結晶生長。
