由于母乳中的營養比較豐富，所以一些哺乳期女性會將乳房內多余的乳汁經吸奶器吸出后進行冷凍保存，以便嬰兒后續飲用。一般情況下，直接冷凍的母乳可保存15天，但母乳具體冷凍保存時間，根據溫度、儲存環境不同有一定的差異。
常溫下母乳可存放8-10小時，冷藏可保存1周左右，而冷凍保存時間較常溫、冷藏時間長，且分為幾種情況。若存放在冰箱冷藏室的小冷凍盒內，較冷凍室的冷凍作用差，母乳一般可保存14天。若存放在和冷藏室分開的冷凍室內，但經常開關冰箱門拿取物品，母乳可保存90-120天。如果母乳存放在深度冷凍室，溫度一直保持在0℃以下，且不經常開門，可保存180天左右。
母乳冷凍保存封裝時，要注意使用密封良好、能耐受冷凍的塑料制品，盡量避免玻璃制品。因為母乳中的活性因子會附著在玻璃容器上，長期保存可能會使母乳中的營養成分流失。儲存母乳時還需在儲存容器上標注好時間，以避免嬰兒誤飲過期的母乳而出現胃腸道不適。冷凍保存的母乳解凍時不可使用微波爐，應該提前半天在冷藏室回溫，再蒸一下，放置到適宜溫度再喂養給嬰兒。