冷冻干燥的基本原理是基于水的三态变化。水有固态、液态和气态，三种状态既可以相互转换又可以共存。
当水在三相点（温度为0.01℃，水蒸气压为610.5Pa）时，水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。在高真空状态下，
利用升华原理，使预先冻结的物料中的水分，不经过冰的融化，直接以冰态升华为水蒸汽被除去，从而达到冷冻干燥的目的。
冻干制品呈海绵状、无干缩、复水性极好、含水分极少，相应包装后可在常温下长时间保存和运输。
由于真空冷冻干燥具有其它干燥方法无可比拟的优点，因此该技术问世以来越来越 受到人们的青睐，
在医、生物制品和食品方面的应用已日益广泛。血清、菌种、中西医等生物制品多为一些生物活性物质，
真空冷冻干燥技术也为保存生物活性提供了良好的解决途径。
冷冻干燥是利用升华的原理进行干燥的一种技术，是将燥的物质在低温下快速冻结,然后在适当的真空环境下,
使冻结的水分子直接升华成为水蒸气逸出的过程. 冷冻干燥得到的产物称作冻干物，该过程称作冻干。
物质在干燥前始终处于低温(冻结状态),同时冰晶均匀分布于物质中,升华过程不会因脱水而发生浓缩现象,避免了由水蒸气产生泡沫、氧化等副作用。
干燥物质呈干海绵多孔状，体积基本不变，极易溶于水而恢复原状。在大程度上防止干燥物质的理化和生物学方面的。
冷冻干燥机系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。