冷冻干燥机的工作原理是利用升华原理进行干燥的技术，这是一种预先在低温下将干燥的含水物质快速冷冻成固态的过程，然后将冷冻的水分子直接升华成水蒸气以逸出水分并在适当的真空环境下保存物质。通过冷冻干燥获得的产品称为冻干物，这一过程称为作冻干。
冷冻干燥机工作原理
为保证样品的生物活性和品质，需要把样品先行预冻，在冰箱或冷冻式干燥机内完成预冻后放入冻干仓的搁板上，进行样品的主干燥过程。此时样品中的水分在冷冻式干燥机的低温和高真空作用下直接升华为蒸汽被低温冷阱和真空泵补捉。经过几十个小时的主干燥后，样品的绝大部分水分被升华掉，而样品被完整的保留下来，升华出来的气体在冷阱内凝华为冰，由于压强关系，不断有气体升华然后在冷阱凝成冰，冰在升华时要吸收热量，引起样品本身温度下降而减慢升华速度，为了增加升华速度，缩短干燥时间，必须要对制品进行适当加热。为了保证样品的更高纯度，此时可以对样品进行升温冻干也可以叫后干燥过程，样品温度达到室温即可，全部冻干过程完成
冷冻干燥机工作原理优势
1、物质在干燥前始终处于低温(冷冻状态)，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。
2、干燥物质呈干海绵多孔状体积基本不变，无干缩，极易溶于水而恢复到冻干前的形态。
3、普通的干燥的原理是用加热的方法，但是这些干燥方法都是在0℃以上或更高的温度下进行，干燥后的产品在物理和化学的形状上很大的变化。在冷冻干燥过程中，微生物的生长和酶的作用无法进行，在最大程度上防止干燥物质原有的生物、化学特性的变性，稳定性好，易于长期保存。
4、制品在冻干腔室内的无菌状态下完成干燥、解吸附水份和压塞等操作。
5、能除去物质中95%~99%的水份。
6、对于那些热敏性物质，如疫苗、菌种、毒种、血液制品等的干燥保存特别适用。
7、冻干机各大部件具有最优结构布置，有利于运输、安装、生产的操作；有利于清洁和维修，符合GMP要求。