利用天然或人工创造的适宜环境，长期保持种质的生活力，使原有遗传基因不致失丢的工作。这种保存方法避免了为保持种质的生活力经常种植更新和种质遗传性的变迁。

种质资源的保存方法因作物的繁殖方式不同、种子类型不同而异。对种子繁殖作物，人工创造环境保存其种子；多年生作物和林木，可建立种质资源圃和自然保护区来保存；对于无性繁殖作物，已开始采用试管苗保存。20世纪70年代以来，试验成功利用液态氮进行超低温保存。

农作物多数为种子繁殖作物，故种子保存是最常用的种质保存方法。种子有两类：一类称“正常型”种子，绝大多数作物的种子属这一类，要求在低温干燥条件下保存；另一类称“顽拗型”种子，如茶、油棕、咖啡、可可及其他许多热带果树种子，不能在低温干燥条件下保存，其保存方法尚未真正解决。

正常型种子的保存条件，因作物不同而略有差异。但它们有一个共同规律，即呼吸作用越微弱，新陈代谢活动越迟缓，种子的寿命越长。反之则短。因此，调整保存条件，使种子处于呼吸极微弱而又不致死亡的状况下是使种子长期存活的关键。

影响种子呼吸作用的主要因素是水分和温度，二氧化碳浓度亦有一定影响。

水分包括种子含水量和空气的相对湿度。其中起主导作用的是种子含水量。空气相对湿度过高时，种子会从空气中吸收水分，增加含水量。种子呼吸强度随种子含水量的增加而加强。在种子含水量很低时，呼吸非常微弱，种子处于相对静止状态。当种子含水量高到一定限度时，细胞内出现游离水，呼吸强度急剧增强，酶的活性旺盛，种子进入萌发前的新陈代谢活动旺盛期。这时的种子含水量称临界水分。小麦种子的临界水分约14.6%，水稻约为13%。超过临界含水量的种子，不能长期保存。含水量13%的洋葱种子，在5℃下存放2小时便丧失其生活力；将含水量降低到6%时，仍在5℃条件下存放10年，仍保持其原有的生活力。正常型种子，供长期保存时，均先行干燥，一般使含水量达6%左右，置密封容器内再存入库中保存。

种子的呼吸作用在一定范围内随温度的升高而加强。在空气相对湿度为50%时，剥壳花生种子置于32℃下，一年后即丧失生活力。但在10℃下可放置5年。

种子进行呼吸作用是从空气中吸氧、放出二氧化碳。因此环境中二氧化碳浓度增大能抑制呼吸作用，有利于延长种子寿命。

有人试验证明，当种子含水量在5～14%范围内，含水量每降低1%，种子寿命延长1倍；在0～50℃范围内，温度每降低5℃，种子寿命延长一倍。有的研究者认为，在空气相对湿度15%，种子含水量4～6%，温度－20℃或更低，空气中含氧少，含二氧化碳多，黑暗无光的条件下，大多数种子可以生活几百年。此外，低温、低湿的好处还在于可以防止病虫的发生，以保护种子不受危害。

在中国民间有许多低温干燥保存种子的方法。20世纪60年代以后，许多国家兴建现代化种质库，创造低温、低湿条件延长种子寿命。

对多年生作物，如果树、桑、茶等，多采用建立种质资源圃保存活植株的方式保存种质。中国农业科学院果树、柑桔、茶叶、蚕桑等研究所和一些省的果树研究所都建立有种质资源圃。美国于1981年在俄勒冈州的科瓦力斯建立了西北植物种质资源保存圃，在19公顷土地上保存梨、薄荷、蛇麻等作物，是美国计划建立的12个水果和坚果等种质资源圃之一。该单位还有大型温室和网室；每份种质在网室和圃场各保存三株，截止到1982年1月，共保存材料1821份。

自然保护区保存是保存某些野生种质资源的最好方式。保留其原有生态环境，使它们不致随着自然栖息地的消失而灭绝。中国在1986年底已建立自然保护区333处，总面积1933万公顷，约占国土面积的2.01%。如新疆阿尔金山、太白山、西双版纳等自然保护区。世界上第一个自然保护区是1872年美国建立的黄石公园。19世纪以来世界各国建立自然保护区的工作发展很快。日本、坦桑尼亚等国自然保护区的面积占国土面积的20%以上。对保存野生种质资源起着重要作用。

无性繁殖作物难以用种子保存，可采用试管苗方式保存，又称分生组织保存。其方法是将植株的茎尖（即分生组织）取下，接种在含分化培养基的试管中。在适宜温度和光照下不久便生根、长茎。然后将之转入含生长培养基的试管中。待幼苗长到10厘米左右时，即可置低温下（一般5～10℃因作物而异）长期保存。一般经半年至一年后，取下试管苗茎尖，放入新试管中，如上法长成幼苗继续保存。这样每半年至一年转管一次，可以无限期地保存下去。利用试管苗保存有很多优点。首先是节省土地和劳力，如保存800个葡萄品种，每品种保存6管苗，只需恒温室2平方米即可。若在田间保存约需占地15亩，田间管理尚需用大量人工。其次，在提供利用时，试管苗可以快速繁殖。同时，利用分生组织培养还可起到脱毒作用。此法的缺点是有些材料的再生能力弱，会在继代培养过程中逐渐丧失，也会发生染色体畸变，难以保持原有的遗传基因。育待于进一步改进。

将原生质、细胞、组织、器官或种子经处理后，放入液态氮中（－196℃）保存。使用时，将材料取出，经一定程序解冻，原生质体、细胞或组织通过培养诱导分化和植株再生。花粉可以授粉，种子可以播种。在－196℃条件下，一切细胞的代谢活动和生长过程都已停止。因此，各类种质可以在液态氮中长期保存，而排除遗传性变异。

美国国家种质贮藏实验室用21种蔬菜、8种乔木、61种花卉和32种大田作物的种子进行冷冻，并贮藏在－196℃的浓态氮罐中。解冻至常温后，测定发芽情况并在田间种植，一切表现正常。中国农业科学院作物品种资源研究所也进行了类似试验。超低温保存比机械制冷保存（利用机械创造低温低湿条件）节省能源，是有前途的种质资源保存方法。