В процессе копчения, особенно горячего, в рыбе происходят физические, гистологические и химические изменения, приводящие к образованию специфических качеств продукта — аромата, вкуса, внешнего вида, консистенции.
Подкожная клетчатка, септы и перемизий желатинизируются в результате перехода коллагена в глютин. Кожа вследствие подсыхания уплотняется с поверхности, а дерма набухает и отслаивается от мышц. Мышечная ткань полностью коагулирует и благодаря разрушению коллагена легко разрыхляется, вследствие чего создаются условия для перераспределения жира в теле рыбы.
Вследствие удаления влаги наблюдается потеря массы сырья. Этот процесс ускоряется с повышением температуры и скорости движения дыма и замедляется с повышением его влажности.
Окрашивание поверхности рыбы происходит в результате осаждения на нее дыма (нейтральных смол, фенолов), а также продуктов карамелизации углеводов. С повышением концентрации и влажности коптильного дыма, а также с увеличением продолжительности копчения и скорости движения дыма окрашивание протекает более интенсивно.
При копчении происходит дубление поверхности рыбы под действием формальдегида и уксусного альдегида, в результате чего белки поверхностных слоев рыбы приобретают повышенную стойкость к нагреванию, химическим и ферментативным воздействиям, увеличивается их прочность.
При холодном копчении химические и гистологические изменения аналогичны изменениям, протекающим при посоле и в процессе сушки рыбы, но выражены более отчетливо. Специфические органолептические свойства рыбы холодного копчения обусловлены ферментативными процессами, режимом копчения и качеством дыма.
Запах копчености рыба приобретает в результате оседания на ее поверхности фенолов, альдегидов, кетонов и других веществ, обладающих пряным ароматом. В образовании вкуса участвуют кислоты, фенолы и другие вещества. О степени прокопченности рыбного продукта судят по содержанию в нем фенолов. Содержание микроорганизмов в копченых продуктах уменьшается пропорционально продолжительности копчения.