L’esterilització pot tenir lloc amb procediments químics o físics, entre els quals es destaquen la filtració a través de membranes de porcellana, que elimina tots els microorganismes, llevat dels virus; la calor, que pot ésser emprada en forma de flama, de calor seca o de calor humida; el flamejat, que pot ésser emprat per a esterilitzar objectes resistents (bisturís, pinces, tisores, etc); la calor seca a 160°C durant una hora, en estufes del tipus Pasteur o Poupinel, emprada per a l’esterilització del material quirúrgic; l'autoclau de Chamberland, amb temperatures de 120°C a 140°C, que permet l’esterilització total dels materials tractats, etc. En l’esterilització per radiacions hom empra els raigs ultraviolats, d’acció superficial, o els raigs X o γ, que actuen en profunditat. Són nombroses les substàncies químiques que poden ésser emprades per a la destrucció dels microorganismes, entre les quals hi ha l’ozó, l’aigua oxigenada i els derivats clorats, com els hipoclorits, i entre els orgànics hom empra l’òxid d’etilè, el formol i la β-propiolactona.
En el cas dels productes alimentaris, hom obté una esterilitat, anomenada comercial, que comporta la destrucció total de gèrmens patogènics, com les salmonel·les, els clostridis i els estafilococs. Només hi poden persistir formes de resistència de bacteris termòfils o termoresistents, no patogènics ni tòxics, incapaços de desenvolupar-se en el medi. En l’àmbit de la tecnologia alimentària, hom dugué a terme l’esterilització d’aliments de primer col·locant-los dins envasos hermètics i sotmetent-los a l’escalfor, però com que la lenta penetració de la calor perjudicava les qualitats organolèptiques i nutritives dels aliments, hom afavorí el desenvolupament de sistemes d’esterilització en moviment (autoclau) i, més recentment, el sistema d’esterilització separada de l’envàs i el contingut, i un posterior envasament asèptic. Actualment, la tecnologia alimentària posa en marxa sistemes mixts (irradiació-calor-agents químics) per tal d’aprofitar sinèrgicament les bones qualitats de cada sistema, i aconseguir així una conservació llarga dels aliments tot mantenint-ne alhora les propietats inicials.