整个哈密瓜在室温下通常能保存3-5天，冷藏可延长至7-10天。保存时间受成熟度、储存环境、表皮完整性等因素影响。
哈密瓜在室温存放时，成熟度较高的瓜果会更快软化变质。完整无破损的表皮能有效隔绝细菌侵入，若表面有磕碰或切口，微生物易滋生导致腐烂。夏季高温环境下，瓜体呼吸作用加快，糖分转化迅速，保存期会明显缩短。冷藏可抑制微生物活性，但温度过低可能导致冻伤，建议保持在4-8摄氏度。未切开的哈密瓜应置于通风阴凉处，避免阳光直射加速水分蒸发。
若哈密瓜已出现局部凹陷、果肉发软或散发发酵气味，说明已开始变质。表皮霉斑即使面积较小，也可能意味着内部果肉被霉菌污染。切开后若发现果肉颜色变深、汁液浑浊，则不宜继续食用。部分品种如西州蜜等因糖分含量更高，保存期可能略短于普通哈密瓜。长途运输的瓜果因采收成熟度高，实际可保存时间往往比本地采摘的短。
建议根据食用计划选择购买成熟度合适的哈密瓜，短期内不食用可优先选择七八分熟的果实。储存时用干净纱布包裹瓜蒂部位，能减少水分流失。已切开的哈密瓜需用保鲜膜密封冷藏，并在2天内食用完毕。日常可通过轻拍听声判断新鲜度，声音沉闷通常代表果肉开始软化，应及时食用。
