Предназначенные для хранения арбузы убирают в первой стадии съемной зрелости, поскольку полностью вызревшие плоды имеют низкую лежкость (в процессе хранения у них размягчаются ткани). Недозрелые арбузы также непригодны для длительного хранения, так как не обладают способностью дозревать после уборки.
Определить достаточную степень спелости арбузов можно по розовому цвету мякоти и характерной для того или иного сорта окраске семян. При хранении такие плоды постепенно краснеют и накапливают необходимое количество сахаров.
Лучше всего хранятся арбузы позднеспелых сортов, имеющие толстую кожуру, устойчивую к повреждениям, и плотную мякоть с грубой структурой. Плоды срезают ножом или секатором, оставляя плодоножку длиной примерно 5 см.
При транспортировке арбузов к месту хранения следует соблюдать осторожность и не допускать механических повреждений, снижающих их лежкость. Для этого необходимо уложить плоды на мягкую соломенную подстилку. Хранят арбузы, как правило, на стеллажах, размещая их в один слой. Стеллажи также рекомендуется выстлать соломой, мякиной, хвоей или сухим торфом. Можно также уложить их в контейнеры, пересыпая каждый слой соломой или стружкой. В процессе хранения необходимо регулярно осматривать и переворачивать плоды, чтобы предотвратить появление пролежней.
Иногда арбузы хранят в траншеях с переслойкой стружкой или соломой. При этом необходимо создать укрытие из 10-сантиметрового слоя соломы и 30-сантиметрового слоя земли. Перед закладкой на хранение целесообразно обработать, плоды 25 %-ным известковым молоком, что позволит предохранить их от болезней.
Низкая температура хранения (ниже 4 °C) вызывает переохлаждение плодов, в результате чего их мякоть темнеет и ослизняется. При высокой температуре (выше 10 °C) арбузы быстро теряют питательные вещества и поражаются такими опасными болезнями, как антракноз и серая гниль. В связи с этим оптимальная температура хранения арбузов составляет 6–8 °C. Относительная влажность воздуха в помещении не должна превышать 85 %, в противном случае поверхность плодов покрывается пятнами, а мякоть приобретает горьковатый привкус. При соблюдении вышеперечисленных условий арбузы могут храниться до 3 месяцев.