冷凍真空干燥機也稱升華干燥。其原理是將材料冷凍，使其含有的水份變成冰塊，然后在真空下使冰升華而達到干燥目的。冷凍干燥是指通過升華從凍結的生物產品中水分或其他溶劑的過程。升華指的是溶劑，比如水，象干冰一樣，不經過液態，從固態直接變為氣態的過程。

　　傳統的干燥會引起材料皺縮，破壞細胞。在冷凍真空干燥機干燥過程中樣品的結構不會被破壞，因為固體成份被在其位置上的堅冰支持著。在冰升華時，它會留下孔隙在干燥的剩余物質里。這樣就保留了產品的生物和化學結構及其活性的完整性。

    冷凍真空干燥機的干燥在低溫下進行因此對于許多熱敏性的物質特別適用。如蛋白質、微生物之類不會發生變性或失去生物活力。因此在醫藥上得到廣泛地應用。由于在凍結的狀態下進行干燥因此體積幾乎不變保持了原來的結構不會發生濃縮現象。

    干燥后的物質疏松多孔呈海綿狀加水后溶解迅速而完全幾乎立即恢復原來的性狀由于干燥在真空下進行氧氣極少因此一些易氧化的物質得到了保護。