物质在自然界中以气、液、固三种形态存在，其构成大部分是水，水在维持其构造、机能方面起着重要作用，提取出水分或降低水的活动即可降低物质活性。
大型生产型真空冷冻干燥机是低温冻干方式，其原理是将含水物质先冻结成固态，然后使其中的水份从固态升华成气态，从而除去水份而保存物质的方法。在冻干过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，因此能保持原来的性状。
由于物料中水分在预冻以后以冰晶的形态存在，原来溶于水中的无机盐类溶解物质被均匀地分配在物料之中。升华时，溶于水中的溶解物质就析出，避免了一般干燥方法中因物料内部水分向表面迁移所携带的无机盐在表面析出而造成表面硬化的现象。
冻干在实验室里有多种作用，它在制药行业及生物化学领域更是不可少的。那些需要长期保存的物料更离不开它，比如：酶、微生物培养、血液、激素等，冻干具有长期保藏的稳定性，更重要的是不会破坏样品的结构与活性。所以，冻干技术也是化学分析中常用的辅助手段。
在自然情况下，冷冻干燥能够自然发生，但此过程非常缓慢并且难以预测。自从有了冷冻干燥系统，经过人们的改进、细分、优化，加速了这个过程。大型生产型真空冷冻干燥机采用不锈钢冷阱和台面，清洁卫生，美观耐腐蚀。
真空泵通过抽空阀抽冷阱，再通过主阀抽冻干箱，使冷阱、冻干箱形成真空，一方面促使冻干箱内的水分在真空状态下蒸发（升华），另一主面该真空系统在冷凝器和冻干箱之间形成一个真空梯度（压力差），使前箱水分升华后被冷凝器捕获。真空系统的真空度应与产品的升华温度和冷凝器的温度相匹配，真空度过高、过低都不利于升华。
