冷凍干燥機主要部件為干燥箱、凝結器、冷凍機組、真空泵、加熱/冷卻裝置等。其原理是將被干燥的物品先凍結到三相點溫度以下，然后在真空條件下使物品中的固態水份(冰)直接升華成水蒸氣，從物品中排除，使物品干燥。物料經前處理后，被送入速凍倉凍結，再送入干燥倉升華脫水，之后在后處理車間包裝。真空系統為升華干燥倉建立低氣壓條件，加熱系統向物料提供升華潛熱，制冷系統向冷阱和干燥室提供所需的冷量。 冷凍干燥機采用高效輻射加熱，干燥機物料受熱均勻；采用高效捕水冷阱，并可實現快速化霜；采用高效真空機組，并可實現油水分離；采用并聯集中制冷系統，多路按需供冷，工況穩定，有利節能；采用人工智能控制，控制精度高，操作方便。
凍干機對凍干制品的質量要求是生物活性不變、外觀色澤均勻、形態飽滿、結構牢固、溶解速度快，殘余水分低。要獲得高質量的制品，對凍干的理論和工藝應有一個比較全面的了解。凍干工藝包括預凍、升華和再凍干三個分階段。合理而有效地縮短凍干的周期在工業生產上具有明顯的經濟價值。
冷凍干燥機的制冷控制元件采用先進的制冷元件，性能優良，凍干機具有熱力膨脹閥的節流降壓功能，熱氣旁通閥的能量調節功能，油分離器的冷凍油的油分保護功能，冷媒高低壓控制器的冷媒高低壓保護等功能。
凍干機若突發不制冷狀況就意味著無法正常工作，更不能去除水份，等于沒有開機一樣。對此首先檢查冷凝器的散熱情況，一般風冷式冷凝器應經常清洗散熱鋁片。散熱鋁片起著重要的散熱作用。還要檢查冷媒是不是足夠，觀察下壓力表情況。
