食品变质的最主要原因对于绝大多数食品来讲，使其变质的主要原因都是微生物的生长。食品加工过程中的清洗、消毒和灭菌以及烘烤、油炸等过程都可以明显降低食品中的微生物种类和数量，甚至完全杀灭，但是食品原料的理化状态、食品加工的工艺方式、原料受微生物污染的程度所存在的差异会影响加工后食品中的微生物残存率。而且在加工运输和贮藏过程中，加工后的食品也可能受到微生物的再次污染。加工后食品中残存的微生物和再次污染的微生物，在条件适宜时仍可能爆发繁殖，引起食品的腐败变质。
温度、气体、湿度等因素与食品中微生物的生长繁殖关系极为密切。实际保存食品时，温湿度可控，而且成本不高，但要控制环境中的气体含量却很困难。在食品环境中如有充足的氧，有利于好氧性微生物的生长，由于好氧性微生物的生长速率较厌氧性微生物快得多，引起的食品腐败变质也较厌氧性微生物快得多，可见氧气是导致食品变质的重要因素。
保质期内食品变质的原因分析除了一些小生产厂通过“毛估”而得到的参考性极低的保质期外，一些大厂甚至是著名品牌的食品在保质期内出现变质的报道也频繁出现。食品在保质期内变质会导致相当严重的后果，但多数厂商把出现在保质期内的食品变质归结为运输、存储中的不当操作而导致的环境漏气。由于这些食品变质事件大多因为缺少权威检测结果而最终不了了之，所以是否真是由于存在环境漏气而导致变质也不能确定。倘若那些变质食品的环境没有泄漏，而食品在包装前完全达到工艺要求，那包装就存在问题，问题可能存在于包装的结构设计上，更有可能出现在材料的选择上。
