在一定温度范围内，温度越低，细菌繁殖越慢；温度越高，繁殖越快（一般微生物生长的适宜温度为28℃—37℃）。但温度太高，细菌就会死亡。不同的细菌有不同的最适生长温度和耐热、耐冷能力。巴氏消毒其实就是利用病原体不是很耐热的特点，用适当的温度和保温时间处理，将其全部杀灭。但经巴氏消毒后，仍保留了小部分无害或有益、较耐热的细菌或细菌芽孢，因此巴氏消毒牛奶要在4℃左右的温度下保存，且只能保存3~10天，最多16天。

巴氏杀菌热处理程度比较低，一般在低于水沸点温度下进行加热，加热的介质为热水。不同的食品采用巴氏杀菌，有着不同的目的。某些食品，特别是牛乳、全蛋、蛋清和蛋黄，巴氏杀菌主要是破坏可能存在的病原菌，如结核杆菌和沙门氏菌。

另外，大多数食品，如啤酒、果酒(葡萄酒)和果汁等采用巴氏杀菌的目的是从微生物和酶的角度来延长产品的货架寿命。一般经过巴氏杀菌的食品仍会含有许多能够生长的微生物，通常每毫升或每克中有几千个活菌，比商业杀菌的产品的贮藏期有所缩短。