Σε αντίθεση με πολλά άλλα τρόφιμα, το μέλι μπορεί να παραμείνει αναλλοίωτο για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα χάρη στις ιδιαίτερες φυσικοχημικές ιδιότητές του. Ο συνδυασμός χαμηλής περιεκτικότητας σε νερό (συνήθως κάτω από 18%), υψηλής οξύτητας και φυσικών αντιμικροβιακών ουσιών δημιουργεί ένα ακατάλληλο περιβάλλον για την ανάπτυξη βακτηρίων και άλλων μικροοργανισμών. Η περιορισμένη διαθέσιμη υγρασία, σε συνδυασμό με την υψηλή συγκέντρωση σακχάρων, καθιστά την επιβίωση των μικροβίων εξαιρετικά δύσκολη.
Επιπλέον, το αρκετά χαμηλό pH του μελιού ενισχύει αυτό το προστατευτικό, όξινο περιβάλλον, ενώ το υπεροξείδιο του υδρογόνου, το οποίο σχηματίζεται μέσω ενζυματικών διεργασιών των μελισσών, λειτουργεί ως επιπρόσθετος φυσικός αντιμικροβιακός παράγοντας.
Παράλληλα, η κρυστάλλωση —η αλλαγή δηλαδή από υγρή σε στερεή μορφή— είναι μια απόλυτα φυσική διαδικασία που εξαρτάται από την ποικιλία και τη σύνθεση του μελιού και σε καμία περίπτωση δεν σημαίνει αλλοίωση. Αν κάποιος επιθυμεί να το επαναφέρει σε ρευστή μορφή, μπορεί απλώς να το θερμάνει ήπια σε μπεν μαρί, αποφεύγοντας τις υπερβολικές θερμοκρασίες.
Για τη σωστή διατήρησή του, το μέλι απαιτεί ένα καλά κλεισμένο δοχείο ώστε να μην απορροφά υγρασία από την ατμόσφαιρα, καθώς και αποθήκευση σε ξηρό, σκιερό μέρος σε θερμοκρασία δωματίου. Αν και η μοναδική χημική του σύσταση το καθιστά ένα από τα πιο ανθεκτικά τρόφιμα στον χρόνο, αστοχίες όπως η αυξημένη υγρασία, η κακή αποθήκευση ή η επιμόλυνση μετά το άνοιγμα μπορούν να επηρεάσουν την τελική του ποιότητα.
