食品抗凍劑是一類提高食品物料抗凍能力物質的總稱，其能穩定食品冷凍、解凍過程中水分的遷移，起到溶解冰晶和阻止冰晶生長的作用。
食品抗凍劑的抗凍機理較為復雜，一種是作為滲透性保護劑，進入細胞，降低溶液中溶質濃度，使進入細胞中的電解質減少，減輕凍融過程中細胞皺縮速度，并能有效減少冰晶的形成；另一類替代性保護劑，能夠代替水分子在失水位置與蛋白質和脂質等形成共價作用，降低大分子形成不可逆的變性。同時，抗凍劑可以附著在已經形成的冰晶之上，阻止冰晶的進一步生長。
抗凍劑根據成分的不同可以分為糖類抗凍劑、復合磷酸鹽抗凍劑、抗凍蛋白等。
糖類抗凍劑 糖類抗凍劑種類有很多，包括單糖、寡糖、多糖、變性淀粉、膠體等，但抗凍機制并不相同。有些糖類是通過改變蛋白質中存在的水的狀態和性質，防止水分子與蛋白質分離，間接地對蛋白質起到保護作用；有些糖類是通過減少自由水的流動，與食品組分形成新的結構來維持體系的穩定。目前，海藻糖是糖類抗凍劑中有前景的種類。
磷酸鹽抗凍劑 磷酸鹽是食品中常用的保水劑，其能增加餡料的保水能力，降低解凍后水分的流失率。其作用機理是對食品體系的pH、金屬離子濃度等起到緩沖和螯合的作用，阻斷或減少不良反應的發生。
抗凍蛋白 大分子抗凍蛋白的結構較為多樣，來源也十分豐富，魚類、谷物、昆蟲等都含有抗凍蛋白。抗凍蛋白的作用機制是粘連在已經形成的冰晶之上，進而抑制冰晶的繼續生長。
糖類和磷酸鹽類及其復配物是傳統的抗凍劑，在應用上存在各自的不足。蔗糖、糖醇等糖類抗凍劑由于其熱量、甜度高等因素不利于高血糖、糖尿病患者及肥胖人群，對產品的風味也有少許影響；磷酸鹽的添加有嚴格的限量要求，添加量偏高時食品有苦澀味，且磷酸鹽攝入量高會影響人體鈣質吸收；抗凍蛋白雖然抗凍效果較好且安全性高，但抗凍蛋白的天然來源較少，嚴重制約了其在食品行業中的廣泛應用。
研究表明，抗凍蛋白的抗凍活性片段只存在于局部的特異多肽鏈結構域，其抗凍活性并不是整體蛋白質在起作用，因此通過特異性的酶切位點水解，能夠獲得具有抗凍特性的多肽，這也極大彌補了抗凍蛋白資源不足的缺點，具有可控、高效的制備特點。
與其他抗凍劑相比，抗凍肽具有安全性高、資源豐富、抗凍特性突出等特點，不僅在食品冷凍中有著很好的應用趨勢，將來也有望應用于需要冷凍干燥的產品中，特別是針對益生菌等活細胞的保存具有很好的應用前景。