凍干機進行的冷凍干燥就是把含有大量水分物質(zhì)，預先進行降溫凍結(jié)成固體，然后在真空的條件下使水蒸汽直接升華出來，而物質(zhì)本身剩留在凍結(jié)時的冰架中，因此它干燥后疏松多孔體積不變。引起產(chǎn)品本身溫度的下降而減慢升華速度，為了增加升華速度，縮短干燥時間，要對產(chǎn)品進行適當加熱。
整個干燥是在較低的溫度下進行的。物質(zhì)在干燥前始終處于低溫（凍結(jié)狀態(tài)），同時冰晶均勻分布于物質(zhì)中，升華過程不會因脫水而發(fā)生濃縮現(xiàn)象，避免了由水蒸氣產(chǎn)生泡沫、氧化等副作用。
干燥是保持物質(zhì)不致腐敗變質(zhì)的方法之一。干燥的方法許多，如曬干、煮干、烘干、噴霧干燥和真空干燥等。但這些干燥方法都是在0℃以上或更高的溫度下進行。干燥所得的產(chǎn)品，一般是體積縮小、質(zhì)地變硬，有些物質(zhì)發(fā)生了氧化，一些易揮發(fā)的成分大部分會損失掉，有些熱敏性的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、維生素會發(fā)生變性。微生物會失去生物活力，干燥后的物質(zhì)不易在水中溶解等。
因此干燥后的產(chǎn)品與干燥前相比在性狀上有很大的差別。而冷凍干燥法不同于以上的干燥方法，產(chǎn)品的干燥基本上在0℃以下的溫度進行，即在產(chǎn)品凍結(jié)的狀態(tài)下進行，直到后期，為了進一步降低產(chǎn)品的殘余水份含量，才讓產(chǎn)品升至0℃以上的溫度，但一般不超過50℃。
凍干機的整個凍干過程都是在低溫低壓環(huán)境下進行，凍干方式能有效地保留凍干產(chǎn)品的熱敏性成分及原有生物特性。凍干過程是一個由低溫逐漸緩慢升溫的過程，如果升溫過快、溫度過高，容易導致凍干產(chǎn)品外觀崩塌、品相不佳，凍干過程分為：預凍、升華干燥、解析干燥等三個階段。因此凍干一次一般需要24小時左右，具體凍干產(chǎn)品也有所不同，如果是結(jié)晶點低的生物制品，一般需要三十幾個小時。
