水有固态、液态、气态三种态相，根据热力学中的相平衡理论，随压力的降低，水的冰点变化不大，而沸点却越来越低，向冰点靠近，当压力降到一定的真空度时，水的沸点和冰点重合，冰就可以不经液态而直接汽化为气体，这一过程称为升华。物品的真空冷冻干燥，就是在水的三相点以下，即在低温低压条件下，使物品中冻结的水分升华而脱去，从而达到低温脱水的目的，此过程即称为冷冻干燥(Freeze-drying)，简称冻干。
　　
　　冷冻干燥设备系由制冷系统、真空系统、加热系统、电器仪表控制系统所组成。主要部件为干燥箱、凝结器、冷冻机组、真空泵加热/冷却装置等。
　　
　　干燥箱：外形是不锈钢制成的方形箱体，箱内设有铝制隔板5层，其中4层为冻干制品用，每层隔板内有制冷循环管路和加温循环管路，箱体采用泡沫塑料绝热，外层包以铝板。箱门四周镶有密封橡胶园条，并涂以真空脂，以保证箱内密封。
　　
　　凝结器：凝结器是凝结升华水汽的装置，其工作温度可达-45℃～-60℃，外形为不锈钢板制成的圆形，内部螺旋管分别与两台制冷机组连接组成循环制冷系统，冷凝器外层采用泡沫塑料绝热，包以铝板。
　　
　　仪表控制台：是冻干机的温度和真空度的记录控制仪表以及各组的开关的集中装置，控制台的正面装有温度，真空度记录仪，干燥箱和真空泵的真空计，温度指示调节计。
　　
　　制冷系统：采用氟制冷压缩制冷机组，以F22为制冷剂，经过压速冷凝，节流、蒸发循环达到制冷的目的。本机共有三台制冷机组，一台制冷机组专供干燥箱降温用，可使隔板温度降低达-30℃～-40℃以下，另两台制冷机组为独立的制冷循环系统，供冷凝器降温用，可使冷凝器的温度达到-45℃～-60℃。
　　
　　真空系统：由两台真空泵和一台罗茨泵以真空管道阀门等连接干燥箱，冷凝器组成，真空系统中的罗茨泵为增压泵，因此不能单独使用，必须首先启动真空泵使其工作一段时间，系统中的真空度达到760mmHg以上时再启动罗茨泵。
　　
　　加热系统：干燥箱内隔板的升温，采用循环油加热的方法，油加热系统是以油泵，油箱加热器，进出油管，冷却水管，油温控制器等组成，使用时油温度^高到100℃，油温可以通过油箱控制调节仪，按选定的温度自动控制。