冷庫建筑從施工開始到設備安裝一般是在常溫下進行的，結構體系也處于常溫狀態；而冷庫投入使用后，其結構體系卻處于低溫環境中。由于溫差大而引起的結構體系變形比普通建筑大得多，因此必須進行溫度應力計算，以防止產生“冷橋”。地坪應采取防凍措施，以防止地基隆起而造成建筑物破壞。同時應選用抗凍性強的材料，以增強結構的耐凍性、耐久性。

小型冷庫的承重結構一般為梁板式結構，而大型多層冷庫多采用現澆鋼筋混凝土無梁樓蓋結構。近年來，預制裝配式的無梁樓蓋與用升板法施工的無梁樓蓋框架結構正在逐步推廣。冷庫的圍護墻體結構設計除滿足強度和穩定性外，還應保持絕熱層及隔氣層的連續性，使之符合建筑熱工要求。冷庫的屋面結構受太陽直接照射的時間較長，受氣溫變化的影響，會產生膨脹或收縮變形，宜采用預制構件，使變形在構件之間進行調整，從而減小總變形。為了防止因屋面伸縮對墻體產生的不利影響，可在屋面結構與墻體之間設計成滑動接觸面。