Загартовування рослин підвищує їхню пристосованість до природних умов та здатність до зимівлі. Загартовування відбувається у вегетативний період розвитку і складається із двох фаз. Перша фаза загартовування відбувається при світлі, денній температурі близько 10 °C і нічній близько 2 °C та помірній вологості. Уповільнення процесу росту триває до періоду повного спокою, коли цукри (переважно дисахариди та моносахариди) й деякі олігосахариди накопичуються в клітинному соку. Цукри необхідні для стійкості рослин до низьких температур, і вони працюють, збільшуючи осмотичний тиск клітини, що знижує температуру замерзання та запобігає замерзанню води. Після накопичення запасних речовин під час переходу до температури нижче нуля, що визначає ступінь першої фази загартовування, пшениця без наслідків витримує температуру від -10 до -12 °С. Друга фаза загартовування відбувається при температурі від -2 до -7 °С. Ця фаза характеризується втратою води з клітин листя і бульб, збільшенням сухої речовини та стійкістю до морозів. Тоді деякі сорти пшениці витримують температуру до -20 °С. Ця фаза не вимагає світла, тому з озимими злаковими вона також може протікати під снігом. Він також характеризується зміною обміну білка. Достатня кількість вуглеводів та відповідних білків значно знижує температуру утворення льоду в міжклітинному просторі . Все це підвищує здатність до зимівлі та зменшує ризик пошкодження рослин у теплі дні після заморозків. Загартовування рослин є невід'ємною частиною етапу яровизації, це сортова властивість, і, наприклад, для більшості сортів пшениці це займає від 30 до 50 днів. Морозочутливі сорти зазвичай мають короткий етап яровизації, тому в умовах раннього осіннього сівби вони завершують етап яровизації та переходять у генеративну фазу, коли відбувається диференціація класів. У разі дуже низької температури рослини вимерзають, оскільки жоден сорт не стійкий до низьких температур у генеративній стадії.