冷凍干燥機是先將物料凍結到共晶點溫度以下，使物料中的水分變成固態的冰，然后在適當的真空度下，使冰直接升華為水蒸汽。再用真空系統中的水汽凝結器（捕水器）將水蒸汽冷凝，從而獲得干燥制品。

　　冷凍干燥也稱為升華干燥，水有固態、液態、氣態三中態相。根據熱力學中的相平衡理論，隨壓力的降低，水的冰點變化不大，而沸點卻越來越低，向冰點靠近。當壓力降到一定的真空度時，水的沸點和冰點重合，冰就可以不經液態而直接汽化為氣體，這一過程稱為升華。當冰周圍的蒸汽壓低于610.5Pa時，冰加熱升溫可以直接升華為水蒸汽，這就是升華干燥的基本理論。

　　冷凍干燥機的操作程序大致分為5步，大致如下：

　　⑴在冷凍干燥之前，把需要凍干的物料分裝在合適的容器內，一般是玻璃模子瓶、玻璃管子瓶或安瓿瓶、304不銹鋼托盤，裝量要均勻，蒸發表面盡量大而厚度盡量薄一些；

　　⑵然后放入與凍干室板層尺寸相適應的金屬盤內。對瓶裝一般采用脫底盤，有利于熱量的有效傳遞。

　　⑶裝箱之前，先將凍干室進行空箱降溫，然后將產品放入凍干室內進行預凍；或者將產品放入凍干室內板層上同時進行預凍；

　　⑷抽真空之前要根據冷凝器制冷機的降溫速度提前使冷凝器工作，抽真空時冷凝器至少應達到－40℃的溫度；

　　⑸待真空度達到一定數值后（通常應達到13Pa～26Pa內的真空度），或者有的凍干工藝要求達到所要求的真空度后繼續抽真空1～2h以上；即可對箱內產品進行加熱。一般加熱分兩步進行，先加溫不使產品的溫度超過共熔點或稱共晶點的溫度；待產品內水分基本干完后進行加溫，這時可迅速地使產品上升的規定的較高許可溫度。在較高許可溫度保持2h以上后，即可結束凍干。