Ziemniaki należy przechowywać ostrożnie, aby się nie zepsuły. Generalnie powinny być przechowywane w chłodnym, ciemnym miejscu. Przechowując ziemniaki należy również zadbać o to, aby wokół nich swobodnie krążyło powietrze i były suche. Pokrojone lub obrane ziemniaki można krótko przechowywać w zimnej wodzie, a przygotowane potrawy z ziemniaków można zamrozić.
Niewłaściwie przechowywane ziemniaki mogą kiełkować, stać się zielone lub miękkie i pomarszczone. Generalnie ziemniaki można przechowywać około tygodnia w temperaturze pokojowej. Po tym czasie często zaczynają się psuć. Przechowywane ziemniaki należy regularnie sprawdzać, a te, które zaczęły mięknąć, rozwijać pleśń lub miękkie plamy, należy usuwać.
Chłodne miejsce najlepiej jest przechowywać ziemniaki dłużej niż tydzień. Ciepłe powietrze o temperaturze powyżej 50°C może spowodować kiełkowanie. Piwnica na korzenie to zazwyczaj idealne miejsce do przechowywania ziemniaków, ale dobrze sprawdzi się też chłodna piwnica lub garaż. Niektórzy ludzie wolą nawet przechowywać je w lodówkach, ale może to nieznacznie zmienić smak i kolor ziemniaków.
Miejsce przechowywania ziemniaków również powinno być ciemne. Kiedy ziemniaki są wystawione na działanie światła, szczególnie światła słonecznego, zaczynają wytwarzać chlorofil. Może to spowodować jasnozielone plamy na ziemniakach. Chlorofil może sprawić, że ziemniaki będą mieć gorzki smak, a także może być toksyczny w bardzo dużych ilościach.
Do przechowywania ziemniaków można używać nieprzezroczystych pojemników, jeśli nie ma ciemnego miejsca. Pojemniki te powinny być jednak odpowiednio wentylowane, aby zapewnić cyrkulację powietrza wokół nich. Pojemniki na ziemniaki nie powinny być hermetyczne, ponieważ może to zatrzymywać wilgoć. Ta uwięziona wilgoć może spowodować, że ziemniaki staną się miękkie i pomarszczone, a także może sprzyjać rozwojowi pleśni. Ziemniaków nie należy również przechowywać po umyciu, ponieważ mogą być wilgotne. Osoby powinny poczekać, aż ziemniaki będą gotowe do ugotowania przed ich umyciem.
Pokrojone lub obrane ziemniaki często szybko brązowieją, jeśli nie zostaną szybko ugotowane. Aby zapobiec brązowieniu miąższu ziemniaków, pokrojone ziemniaki można przechowywać w pojemniku z zimną wodą. Do wody można dodać lód, aby była zimna, lub pojemnik można przechowywać w lodówce. Zimna woda zwykle utrzymuje biały miąższ ziemniaka przez kilka godzin.
Generalnie nie zaleca się zamrażania ziemniaków, które nie zostały ugotowane. Ziemniaki gotowane lub blanszowane zazwyczaj bardzo dobrze zamrażają. Dania ziemniaczane, takie jak puree ziemniaczane lub frytki, można przygotować z wyprzedzeniem i przechowywać w zamrażarce.