При низких температурах в протоплазме растительных клеток образуются ледяные кристаллики, которые разрывают стенки клеток, и растения погибают. На основании этого разработана теория закалки растений. Процесс закалки включает две фазы: первая — накопление защитных веществ (Сахаров) в клетках растений и вторая — постепенное обезвоживание протоплазмы, сопровождающееся уменьшением в клетках количества свободной воды за счет увеличения количества связанной воды.
Холодостойкость растений тесно связана с их физиологическим состоянием. Быстрорастущие части растений сильнее остальных повреждаются морозом.