冷冻式干燥机包括制冷系统、真空系统、加热系统、电控仪表控制系统。该设备主要由干燥箱、冷凝器、冷冻设备、真空泵、热/冷却装置等组成。干燥机的工作原理是将被干燥物冻至三相温度以下，然后在真空状态下，使物品中固体水分(冰)直接升华为蒸汽，以排除物品，使物品干燥。经过前处理后的物料，送到速冻仓进行冷冻，然后送到干燥仓升华脱水，然后在后处理车间进行包装。本机是一种真空系统，在升华干燥仓内设置一个低压条件，加热系统向物料提供升华潜热，供冷阱和干燥室使用。

冰冻式干燥机是一种利用升华原理，将已干物质在低温下迅速冻结，然后在合适的真空条件下，使冻结中的水分子直接升华为蒸汽逸出的过程.所得产品称为冻干产品。

物料在低温(冷冻状态下)干燥时，冰晶在物料中均匀分布，升华过程不会因脱水而出现浓缩现象，避免水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。干性物质为海绵状干性物质，体积基本不变，易溶于水，恢复原状。尽可能有效地防止干燥物的物理、化学和生物变性。

近几年，国际上开始研究和使用连续真空冷冻干燥器。连续性冻干设备的特点是：适应品种单一、产量大、原料充足，尤其适用于浆、粒类产品的生产。连续性装置易于实现自动控制，简化了手工操作和管理，其主要缺点是成本高。

伴随着GMP认证的完成，国产优质医疗用冷冻式干燥机已全面进入现代化阶段，功能齐全，工作可靠，性能稳定，可以实现在线清洗(CIP)或蒸气消毒(SIP)，各项技术指标均能满足生物、医药等产品的冻干生产要求。为了确保冻干产品的质量和节能，人们经常将冻干设备与其他干燥设备相结合，如喷雾冷冻干燥设备。

冻干设备的开发更注重节能与能源的综合利用，如多种联合加热方式、移植热泵技术、热管技术、研制太阳能干燥机等；同时也要研究自动化控制技术，以确保达到最佳运行条件；在人们对环保的关注下，冷冻式干燥机环保措施的改进，降低了粉尘和废气的排放，这也是值得深入研究的方向。