作物发生低温冷害的机制是：
1、生理过程受阻
低温导致叶绿休中蛋白质变性，生物酶的活性降低，甚至停止，使根部吸收水分减少而导致气孔关闭，吸氧量不足，抑制光合作用效率。
2、呼吸强度降低
水稻生育过程中温度从适宜温度下降10℃，其呼吸作用要下降1. 5〜2.2 倍，在低温条件下呼吸作用效率要比光合作用效率降低明显;根吸收矿物元素的能量来自于呼吸作用，低温使根呼吸作用减弱，也可导致植株营养物质的吸收率减弱，养分平衡受到破坏;低温影响了光合产物和营养元素向生长器官的输送，因此，生长中的器官因养分不足和呼吸作用减弱而变得弱小、 退化、死亡。
3、作物生理失调
水稻根部在低温条件下对矿物元素的吸收会减少，但由于矿物元素从根部向叶片运转减少，并且根重增长率也下降，因而使某些不利于生长的元素在根中的含量不正常地增加，地上部分的含最不正常地减少;低温使碳水化合物从叶片向生长着的器官或根部运转减少，使这些部位的含量降低。如正在进行光合作用的叶片在低温条件下光合产物在叶片的时间较长，并消耗于呼吸作用，从而使这些物质向其他部位的运转减少，造成叶片光合产物的分配失调。
4、生长受阻
低温对农作物生长的影响首先表现为光合作用速率的降低，温度越低，持续的时间越长，光合作用速率下降得越明显。在6℃低温条件下处理3天，玉米的光合作用已低于呼吸消耗，净光合速率表现为负值，10℃条件下比20℃条件下降低54%。此外，由于光合作用的下降，导致作物的生位量明显不足，使叶面积明战减小，株高、叶龄、干物重等生长指标降低，并最终使作物的产量下降。
5、 机械损伤
低温条件下植物的细胞膜系统容易遭受破坏。细胞膜受到伤害的具体表现是，在低温条件下作物的电导率显著增大，主要是由于细胞膜破坏后，细胞质大量外渗的结果。这种损伤在0℃以下低温条件下更为明显，由于细胞结冰所产生的压力，很容易使作物的细胞膜破裂，从而使细胞受损，影响作物正常的生理过程。
