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在食品無菌包裝中，滅菌是其關鍵的技術之一，它標誌著無菌包裝的成敗。滅菌的範圍包括食品、包裝材料（容器）、工作環境、設備等。滅菌方法大致可分為物理方法和化學方法兩種。物理方法主要有蒸汽（高溫）、電磁波和輻照等方式，蒸汽滅菌屬於經典式的滅菌方法，而電磁波滅菌多采用2450nm和915nm微波滅菌和超聲波滅菌。輻照滅菌可分為離子性輻照和非離子性輻照。非離子性輻照采用廣泛的是253.7nm波長的紫外線，由於光源發出的強度所限，雖不存在殘留問題，但以上物理滅菌方法都有一定的局限性。化學方法多采用強氧化劑，如過氧化氫、過氧乙酸、環氧乙烷、鹵素等，化學滅菌主要是依靠強氧化劑的氧化能力與細胞酶蛋白中的－SH－巰基結合轉化為－SS－基，破壞蛋白質的分子結構，幹擾細菌酶係統的代謝，使其失去活性。按照分子生物學的觀點，就是對細胞的DNA進行氧化性損傷，從而抑製細胞的增殖。使用化學滅菌會對容器和包材以及設備產生一定量的殘留汙染，必須采取嚴格的措施控製殘留，以保障終產品的安全性。
熱力滅菌技術：利用加熱殺滅食品中有害微生物的方法既是古老的方法，也是近現代極其重要的一種滅菌技術。1804年，法國人阿佩爾（Appert）發明了將食品裝瓶放於沸水中煮一段時間，能較長時間保藏食品的方法。19世紀50年代，法國人巴斯德（Pasteur）闡明了食品的微生物*機理，為滅菌技術的發展奠定了理論基礎。食品熱力滅菌可分為低溫滅菌法、高溫短時滅菌法和超高溫瞬時滅菌法三種。
1（1）低溫滅菌（巴氏滅菌）：
滅菌條件為61攝氏度～63攝氏度／30分鍾，或72攝氏度～75攝氏度／15分鍾～20分鍾。巴氏滅菌技術是將食品充填並密封於包裝容器後，在一定時間內保持100攝氏度以下的溫度，殺滅包裝容器內的細菌。巴氏滅菌可以殺滅多數致病菌，而對於非致病的*菌及其芽孢的殺滅能力就顯得不足，如果巴氏滅菌與其他儲藏手段相結合，如冷藏、冷凍、脫氧、包裝配合，可達到一定的保存期的要求。巴氏滅菌技術主要用語柑橘、蘋果汁飲料食品的滅菌，因為果汁食品的pH值在4.5以下，沒有微生物生長，滅菌的對象是酵母、黴菌和乳酸杆菌等。此外，巴氏滅菌還用於果醬、糖水水果罐頭、啤酒、酸漬蔬菜類罐頭、醬菜等的滅菌。巴氏滅菌對於密封的酸性食品具有可靠的耐酸性，對於那些不耐高濕處理的低酸性食品，隻要不影響消費習慣，常利用加酸或借助於微生物發酵產酸的手段，使pH值降至酸性食品的範圍，可以利用低溫滅菌達到保存食品品質和耐貯藏的目的。此法所需時間較長，對熱敏性食品不宜采用。
2（2）高溫短時滅菌（HTST）：
滅菌條件為85攝氏度～90攝氏度／3分鍾～5分鍾，或95攝氏度／12分液料加熱到接近100攝氏度，然後速冷至室溫。此方法需時較短，效果較好，有利於產品保質。主要可殺滅酵母菌、黴菌、乳酸菌等。這兩種方法具有滅菌效果穩定，操作簡單，設備投資小，應用曆史悠久等特點，如今還廣泛用於各類罐藏食品、飲料、酒類、藥品、乳品包裝的滅菌。
3（3）超高溫瞬時滅菌（UHT）：
於1949年隨著斯托克（Stork）裝置的出現而問世，其後國際上出現了多種類型的超高溫滅菌裝置。超高溫短時滅菌是將食品在瞬間加熱到高溫（130攝氏度以上）而達到滅菌目的，可分為直接加熱和間接加熱兩種方法。直接加熱法是用高壓蒸汽直接向食品噴射，使食品以快速度升溫，幾秒鍾內達到140攝氏度～160攝氏度，維持數秒鍾，再在真空室內除去水分，然後用無菌冷卻機冷卻到室溫。間接加熱法是根據食品的粘度和顆粒大小，選用板式換熱器、管式換熱器、刮板式換熱器。板式換熱器適用於果肉含量不超過1%～3%的液體食品。管式換熱器對產品的適應範圍較廣，可加工果肉含量高的濃縮果蔬汁等液體食品。凡用板式換熱器會產生結焦或阻塞，而粘度又不足以用刮板式換熱器的產品，都可采用管式換熱器。刮板式換熱器裝有帶葉片的旋轉器，在加熱麵上刮動而使高粘度食品向前推送，達到加熱滅菌之目的。超高溫瞬時滅菌的效果非常好，幾乎可達到或接近*滅菌的要求，而且滅菌時間短，物料中營養物質破壞少，食品質量幾乎不變，營養成分保存率達92%以上，生產效率很高，比其他兩種熱力滅菌法效果更優異，配合食品無菌包裝技術的超高溫式滅菌裝置在國內外發展很快，如今已發展為一種高新食品滅菌技術。目前這種滅菌技術已廣泛用於牛奶、豆乳、酒、果汁及各種飲料等產品的滅菌，也可將食品裝袋後，浸漬於此溫度的熱水中滅菌。
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