冷冻式干燥机工作原理是指由热交换系统、制冷系统和电气控制系统三部分组成的原理。压缩空气首入预冷却器进行气-气或气-水的热交换，除去一部分热能，然后进入冷热空气交换器，和已经从蒸发器出来被冷却到压力露点的冷空气进行热交换，使压缩空气的温度进一步降低。
之后压缩空气进入蒸发器，与制冷剂进行热交换，压缩空气的温度降至0-8℃，空气中的水份在此温度下析出，通过气水分离器分离后，经过自动排水器排出。而干燥的低温空气则进入冷热空气交换器进行热交换，温度升高后输出。
冷冻式干燥机是根据冷冻除湿原理，将压缩空气强制通过蒸发器进行热交换而降温，使压缩空气中气态的水和油经过等压冷却，凝结成液态的水和油，并夹带尘埃，通过自动排水器排出机外，从而获得清洁的压缩空气的一种机器。
真空冷冻干燥技术是将湿物料或溶液在较低的温度（－10℃～－50℃）下冻结成固态，然后在真空（1.3～13帕）下使其中的水分不经液态直接升华成气态，终使物料脱水的干燥技术。我国是原料药生产大国，因此该技术应用前景十分广阔。
喷雾冷冻干燥机是21 世纪新发展的一项革命性技术，其综合了喷雾干燥和冷冻干燥的优点，而又有效的避免了两者的缺点，相对于冷冻干燥机，喷雾冷冻干燥机能耗更低，符合低碳要求，干燥出来的样品呈颗粒状，流动性非常好，不需要再重新粉碎，相对于喷雾干燥机，喷雾冷冻干燥机对营养成分的破坏更少，而且不改变生物活性，应用面更广。
适合干燥加工各类食品、农产品、林副特产、中药材、保健滋补品、化妆品、生物农药、生物化肥、某些对水份含量要求高的化工产品等。