無菌灌裝包含：灌裝材料無菌、灌裝產品無菌、灌裝環境無菌和灌裝後完全封閉四個要素。其中，"無菌 "表示產品中不含有任何影響產品質量的微生物，"完全封閉 "表示通過適當的機械手段將產品密封在壹定體積的灌裝物中，防止微生物和氣體或水蒸氣進入灌裝物中。
1、無菌灌裝材料：無菌灌裝材料壹般有金屬罐、玻璃瓶、塑料容器、復合罐、紙基復合材料、多層復合軟灌裝等。
2、無菌灌裝產品：食品材料分為熱殺菌和冷殺菌。目前主要是熱殺菌，又分為超高溫殺菌和高溫短期殺菌兩種，冷殺菌方法主要指紫外線和微波殺菌。簡單解釋如下：
1）超高溫殺菌是指在溫度和時間分別為135-150℃和2-8秒的條件下對乳制品或其他飲料進行處理的壹種過程。
2）對於具有蒸煮風味的物料可采用超高溫短時殺菌，在溫度為70-75℃和時間為15-20s的條件下進行殺菌處理。
3）冷滅菌法是指采用紫外線滅菌、輻射滅菌、微波輻照滅菌等方式以達到滅菌的目的。
由於飲料的粘度、PH值、熱敏性、氧化性等特殊性，使殺菌方法和設備也有所不同。PH值的大小往往決定了物料殺菌的溫度和時間，PH值的高低取決於飲料中酸性物質的多少、分離程度如何等。低酸性飲料的PH值大於4.6，能為病原微生物提供理想的生長條件，微生物也能很好地生長，壹般采用超高溫瞬時殺菌；酸性飲料的PH值在3.7-4.6之間，其中的致病菌不易生長，但細菌生長良好，壹般可采用超高溫瞬時殺菌或高溫短期殺菌低酸性飲料可通過加酸或發酵的方法低酸性飲料可通過加酸或發酵的方法轉化為酸性飲料，從而降低殺菌要求，提高保質期，這種方法多用於處理番茄汗、奶酪等飲料。高酸性飲料的 pH 值小於 3.7，在這種酸度下致病菌無法生長，細菌也無法生長，因此殺菌不是壹個需要特別註意的問題，保持質量是首要目的。壹般使用巴氏殺菌法就可以達到要求，即在62℃下殺菌30分鐘，也可根據具體情況采用超高溫瞬時殺菌或高溫短期殺菌。
3、無菌灌裝環境：無菌灌裝系統主要分為開放式無菌灌裝系統和封閉式無菌灌裝系統兩大類系統。它們之間最大的區別是封閉式無菌灌裝系統比開放式無菌灌裝系統多了壹個無菌室；灌裝物料要在無菌室內滅菌、成型、灌裝。由於無菌室壹直通過無菌氣體保持其正壓，所以無菌潔凈室能有效防止微生物汙染，因此在飲料生產中得到廣泛應用。
無菌灌裝環境首先要保證設備無菌，主要的滅菌方法有加熱法和化學法。對於開放式無菌灌裝機，在無菌灌裝前必須對灌裝機與產品接觸面進行滅菌。其滅菌是通過灌裝機自身產生的無菌熱空氣（或無菌熱蒸汽）來實現的。在滅菌過程中，無菌熱空氣直接接觸灌裝機與待滅菌產品接觸的表面。
密閉式無菌灌裝機僅通過無菌熱風滅菌是不夠的，還要保證密閉空間的無菌，即無菌室的滅菌。在生產前，無菌室壹般實現雙氧水噴淋和無菌空氣幹燥，無菌空氣通過灌裝機內的無菌空氣加熱器加熱到壹定溫度後獲得；滅菌，將液態雙氧水噴灑到無菌熱風中並瞬間蒸發，使無菌空氣和雙氧水混合氣體進入無菌室，通過無菌熱風對內表面冷凝的雙氧水進行滅菌，內表面冷凝的雙氧水被無菌熱風吹幹，從而完成對無菌室的滅菌。
由於滅菌環境壹般采用洗滌、加熱、藥物和紫外線照射等措施，並對與飲料接觸的器械和容器的整個表面進行滅菌處理，空間環境多用於藥物的滅菌，維持整個灌裝系統的無菌狀態，通過進入整個系統的無菌空氣保持壹定的正壓，防止外界空氣中微生物的侵入。
建議開放式無菌灌裝系統和封閉式無菌灌裝系統的外圍環境最好也是 "正壓無菌潔凈室"。這種無塵無菌空氣又是如何形成的呢？其 "無塵 "主要依靠中高效過濾器循環過濾；"無菌 "則是在凈化單元配套安裝了 "NICOLER動態殺菌組件"。空氣每循環壹次，就殺菌壹次，使受控環境始終控制在在線殺菌狀態，對人體無任何傷害。設備停機時微生物會大量繁殖，可能導致大量微生物未被充分殺滅。因此，設備在清洗後應盡量排空，以免殘留水或溶液。
4、灌裝和密封：灌裝和封口是無菌灌裝的最後壹個環節，也是壹個關鍵環節，直接影響到產品的灌裝質量和貯存期。它的要求是壹方面要防止微生物和氣體或水蒸氣的侵入，另壹方面又不能讓產品自身的氣味和原液溢出。無菌灌裝封口大多采用熱封、超聲波或薄膜、氣體封口，有的采用折疊、套圈封口，封口時要註意壓力應均勻地分布在封口面上；封口工藝條件如封口溫度、時間、壓力等必須是安全限度並可控制的；封口面應避免產品或其他汙染物的汙染；封口位置必須準確，特別是熱成型/灌裝/封口用的同壹臺機器，更應防止封口位置的偏差。封口位置必須準確，尤其是在同壹臺機器上進行熱成型/灌裝/封口時，更應防止封口位置出現偏差。