Questo trattamento termico ha lo scopo di distruggere tutte le forme microbiche, comprese le spore: è quindi un trattamento molto più drastico della pastorizzazione. Il prodotto, tuttavia, non è completamente asettico e non può mantenersi all'infinito. Per raggiungere questo scopo occorrerebbero temperature e tempi di esposizione tali da compromettere le caratteristiche del prodotto: si parla allora di sterilizzazione commerciale, intesa come il trattamento atto a distruggere tutti i microrganismi che possono riprodursi nell'alimento durante lo stoccaggio e la distribuzione.

Le temperature impiegate nella sterilizzazione sono legate all'acidità dell'alimento: con pH inferiori a 4.5 (alimenti acidi) bastano 100 gradi, con pH superiore a 4.5 occorrono 115-120 gradi per almeno 20 minuti.
Il trattamento può essere effettuato sull'alimento già all'interno del contenitore, oppure sull'alimento sfuso che verrà poi confezionato in recipiente sterile.
Il classico sistema di sterilizzazione non è molto diverso da quello eseguito da sempre dalla casalinghe per la sterilizzazione della conserva di pomodoro, le marmellate e le conserve in genere: il prodotto viene confezionato e sottoposto alla temperatura adatta per il tempo previsto; se le temperature di sterilizzazione superano i 100 gradi, deve essere utilizzata un autoclave (che consente di aumentare la pressione e quindi la temperatura di ebollizione dell'acqua oltre i 100 gradi).
I nuovi sistemi di sterilizzazione prevedono l'esposizione dell'alimento ad una temperatura molto elevata (140 gradi) per pochi secondi, seguita dal raffreddamento e dal confezionamento asettico in recipienti sterili, in genere in cartoni flessibili multistrato (è il caso del latte UHT).
Avremo quindi i seguenti tipi di sterilizzazione:
- sterilizzazione classica o apertizzazione: 100-120 gradi per un tempo maggiore di 20 minuti, effettuata su alimenti scatolati;
- UHT (Ultra High Temperature) indiretto: 140-150 gradi per pochi secondi, effettuata sull'alimento sfuso immerso in acqua o in autoclave;
- UHT diretto o uperizzazione: 140-150 gradi per pochi secondi, effettuata con iniezione di vapore surriscaldato nel prodotto sfuso.