在低溫程度較輕，時間也較短的情況下，寒害會降低細胞原生質的生活力，阻滯作物生長。恢復常溫后，只要抓緊栽培管理，作物仍然能恢復正常生長。而低溫時間持續太長，作物的生理機能就會衰弱，最終造成嚴重減產。 [4]
例如，我國南方稻作區最常見的寒害，是早稻育秧期早春低溫造成爛秧，雙季晚稻孕穗期秋低溫引起空秕率提高。當氣溫降至10—12℃時，細胞原生質就由易變形的液晶體變為凝固膠體，原生質膜的脂肪凝固，細胞活性顯著減弱。而當氣溫降低到3—5℃時，作物體內各種生理機能就會發生障礙，逐漸演變為傷害。低溫使作物根系的細胞原生質的粘度增大，吸收機能衰退。寒害使作物形成葉綠素受抑制，光合作用降低；使木本植物形成層遭破壞，物質的運輸阻塞。寒害還使作物正常的生化過程遭到破壞，包括破壞酶促作用的平衡及造成原生質膜的凝固。
