Радиационные заморозки обусловлены интенсивным длинноволновым излучением в ясные тихие ночи при невысоких среднесуточных температурах, приводящих к охлаждению поверхности почвы и приземного слоя воздуха до 0 °С и ниже. При этом разность температур на высоте 2 м и на поверхности почвы в среднем составляет 2,5-3,0 °С, а в резко континентальном климате Сибири достигает 4,0-4,5 °С. Радиационные заморозки наблюдаются в предутренние часы, поэтому нередко их называют утренниками, когда нет ветра и отмечается самая низкая температура воздуха и почвы. Обычно такие заморозки не охватывают больших районов.
Адвективно–радиационные заморозки образуются вследствие вторжения холодного арктического воздуха, сопровождающегося резким понижением температуры, дождями и сильными ветрами. Постепенно ветер стихает, осадки прекращаются, небо начинает проясняться и развивается заморозок. В дальнейшем в связи с охлаждением приземных слоёв воздуха заморозок от ночи к ночи усиливается. Адвективно–радиационные заморозки наблюдаются обычно в конце весны и в начале лета, а также ранней осенью, и поэтому совпадают с вегетационным периодом. Продолжительность этих заморозков обычно 3-4 ч во второй половине ночи.
При адвективных заморозках, которые сопровождаются ветром и облачностью, влияние местоположения проявляется меньше, чем при других типах заморозков, но все же более заморозкоопасными являются наветренные склоны и участки, открытые холодным ветрам. При радиационных и адвективнорадиационных заморозках влияние формы рельефа, характера подстилающей поверхности, близости водоёмов и т. д. значительно заметнее.
Рельеф местности обусловливает характер стока и притока холодного воздуха. Например, ночью на склонах в результате радиационного охлаждения прилегающих к поверхности слоёв воздуха последний становится более тяжёлым и стекает вниз. Поэтому в нижних частях склонов и в долинах, куда поступает охлаждённый воздух, значительно холоднее, чем в верхних частях склонов и на вершинах холмов. Особенно холодно в замкнутых котловинах. Вследствие сильного охлаждения поверхности почвы и прилегающих к ней нижних слоёв воздуха в низинах и котловинах нередко страдают от заморозков земляника и цветки нижней части крон деревьев. На больших ровных участках площадью в несколько квадратных километров создаются средние условия заморозкоопасности, поскольку здесь не происходит ни притока, ни стока охлаждённого воздуха.
Листья растений обладают большой способностью поглощать и излучать тепло, поэтому днём они нагреваются сильнее, чем окружающий воздух, а ночью сильнее остывают. Ночью температура воздуха в кроне плодовых деревьев может быть на несколько градусов ниже, чем на открытой местности. На плантациях земляники и кустовых ягодников воздух, ставший холоднее от соприкосновения с листвой, из–за густой растительности не проникает к поверхности почвы, поэтому, когда температура в окружающей среде несколько выше О °С, на высоте растений может быть заморозок.
На территории садоводческих зон средняя продолжительность беззаморозкового периода (по температуре воздуха) составляет 85-90 дней на севере и 270-280 дней на юге. В восточном направлении продолжительность беззаморозкового периода сокращается. Средняя дата прекращения заморозков в Восточной Европе довольно равномерно перемещается с юга на север, начиная с первых чисел апреля на побережьях Чёрного и Азовского морей и до 5-10 мая в Подмосковье. Распределение по широтам изолиний средней даты прекращения заморозков нарушается в районах, прилегающих к Балтийскому морю, где заморозки заканчиваются раньше, и в горных районах (Карпаты, Крым, Кавказ, Урал), где они прекращаются позже. В горах окончание заморозков запаздывает в среднем на 2-4 дня на каждые 100 м высоты. Особенно заморозкоопасны районы Восточной Сибири, которые отличаются большой изрезанностью рельефа. Начало осенних заморозков в северной зоне в среднем приходится на 10-15 августа, в Подмосковье — на середину сентября, на Черноморском побережье Кавказа — на первую декаду декабря.
Опасность заморозков для растений определяется их интенсивностью и продолжительностью. Нередко сильный, но кратковременный заморозок может принести меньший вред растению, чем более слабый, но длительный. Интенсивность большинства опасных заморозков сравнительно невелика. Минимальная температура воздуха в период вегетации растений в средней и южной зонах садоводства редко опускается ниже -4…-5 °C, обычно достигая -2…-3 °C, т. е. оказывается только на 1-2 °С ниже критической температуры. При снижении температуры воздуха до -2 °C за четыре часа погибает около 10-15% цветков, а при -4 °C за это же время погибает 85% генеративных органов.