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C'est le système de conservation le plus rationnel car il ne provoque aucune altération de la valeur nutritive et ne modifie nullement leurs caractéristiques organoleptiques. Par ailleurs, la perte en vitamines est très réduite par rapport aux autres méthodes.

Les processus enzymatiques (qui amènent des altérations) sont totalement inhibés par le froid, mais ils peuvent se manifester pendant la décongélation. Pour pallier cet inconvénient, il est conseillé de faire blanchir les légumes avant de les congeler. Le blanchiment est recommandé pour tous les légumes, mais il est indispensable pour les oignons, les poireaux, les navets, les carottes, les haricots verts, les petits pois et les cardons. Les pommes de terre coupées en petits carrés et les choux-fleurs subdivisés en petites portions doivent être cuits aux trois quarts du temps normal.

L'objectif principal du traitement par la chaleur est d'inactiver les enzymes, c'est-à-dire les ferments qui favorisent une oxydation des tissus végétaux suivie par des transformations chimiques ayant pour conséquence l'apparition de tâches brunes et de saveurs et d'odeurs désagréables. Les pertes vitaminiques concernent essentiellement la vitamine C qui est particulièrement sujette à l'oxydation.

Il n'est pas rare que les légumes surgelés, s'ils sont traités le plus rapidement possible après la récolte, aient une valeur nutritive et une teneur en vitamines supérieures aux légumes frais, si ceux-ci sont restés ne serait-ce que quelques heures exposés à la lumière et à la température ambiante. Une surgélation rapide permet également de cueillir des légumes au moment de leur pleine maturité alors qu'ils sont très riches en substances nutritives et en vitamines.

Il est important d'utiliser la bonne température de surgélation. Au niveau domestique, on traite les produits au départ à une température de -30°C (en mettant le thermostat sur cette température le jour précédent) que l'on maintiendra pendant deux jours. Ensuite, il faudra mettre le thermostat sur la température de conservation, c'est-à-dire -18°C. Tous les légumes doivent ête soigneusement nettoyés et subdivisés en portions que l'on placera dans de petits conteneurs ou des sachets empêchant le contact avec l'air pendant le séjour dans le congélateur.