Морозостойкость — способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без видимых признаков разрушения и без значительного понижения прочности.
Морозостойкость оценивается маркой по морозостойкости F, которая принимается по установленному количеству циклов попеременного замораживания и оттаивания, при котором прочность на сжатие снижается не более чем на 15%, а потеря массы не превышает 5%.
Из-за капиллярно-пористой структуры, автоклавный газобетон характеризуется сравнительно высокой морозостойкостью по сравнению с другими материалами, имеющими капиллярную структуру, например, бетон и кирпич. Газобетон слабо «сосет» воду, поскольку капилляры прерываются сферическими порами, а пористая структура обеспечивает высокую морозостойкость, т. к. вода, превращаясь в лед и увеличиваясь в объеме, не разрывает материал, а вытесняется в резервные поры.
Опасность разрушения конструкции из автоклавного газобетона вследствие замерзания возникает, если эксплуатационная влажность превышает критическую, которая для автоклавного газобетона плотностью 500 кг/м³ составляет >40%. На практике эксплуатационная влажность составляет только 5-6%, поэтому во многих странах (например, Швеция, Финляндия, Германия) морозостойкость автоклавного газобетона не регламентируется.

Высокая морозостойкость автоклавного газобетона позволяет эффективно использовать этот материал в тяжелых климатических условиях северо-запада России, характеризующихся частыми переходами через нулевую отметку в зимний период.