در جهان زنده فتوسنتز و تخمیر دو واکنش اساسی هستند. اولی از ترکیب آب و گاز کربنیک موجود در هوا قند می سازد و دومی قند را به مواد تشکیل دهنده آن آب و گاز کربنیک بر می گرداند.
تخمیر در عسل به وسیله مخمرهای مقاوم به غلظت قند که در روی گل ها، در خاک و روی شان های سال های قبل که بدون تمیز کردن انبار شده یافت می گردند. اولین نتایج تخمیر، الکل اتیلیک و گاز کربنیک است. الکل اتیلیک در اثر واکنش دیگری به اسید استیک تبدیل می گردد که به عسل تخمیر شده بوی نامطبوع و طعم ترشی می بخشد. در شرایط عادی عسلی که بیش از ۸۳ درصد قند داشته باشد تخمیر نمی شود.
اگرچه به علت جاذب الرطوبه بودن اگر در ظروف سرباز و محیط مرطوب نگهداری شود عسل می تواند رطوبت را جذب کند.
شکرک زدن می تواند تخمیر شدن عسل را تشدید کند، وقتی بلورهای قند تشکیل می شود و رشد می کند مقدار آب قسمت مایع عسل افزایش می یابد. در این حال اگر اسپرهای مخمر در عسل وجود داشته باشد و رطوبت لازم هم که به تدریج تامین می شود در این صورت در حرارت بالای ۱۰ درجه سانتیگراد تخمیر عسل آغاز می شود.
برای جلوگیری از تخمیر عسل می توان آن را پاستوریزه کرد تا مخمرها کشته شوند در پاستوریزاسیون دو فاکتور موثر است یکی حرارت و دیگری زمان. مثلا اگر عسل را برای مدت ۸ دقیقه در حرارت ۶۳ درجه، به مدت ۶۰ دقیقه در حرارت ۵۷ درجه و در حرارت ۵۲ درجه به مدت ۸ ساعت نگه دارند از تخمیر جلوگیری می شود.
تغییراتی که طی دوران ذخیره در انبار در عسل صورت می گیرد بسیار پیچیده است و کاملا شناخته نشده، رنگ عسل به مرور زمان تیره می شود. اگر حرارت انبار ۱۰ درجه سانتیگراد یا کمتر باشد تغییرات عسل در انبار به حداقل می رسد.