冻干机冷冻干燥是将含水物质，预先冻结成固态，而后在真空状态下使其中的水分从固态升华成气态，以除去水分而保存物质的方法。这种干燥方法得到的物品，原有的化学、生物特性基本不变，易于长期保存，加水后能恢复到冻干前的形态，并且能保持其原有的生化特性，是一种优质的干燥方法。

因此，冻干机冷冻干燥技术已经在化工、食品、材料、医药、生物制品等领域得到广泛应用。

应用真空冷冻干燥技术需在冻干之前，把需要实验室冷冻干燥机冻干的产品分装在合适的容器内，装量要均匀，蒸发表面尽量大，而厚度尽量薄些；然后放入与冻干箱尺寸相适应的金属盘内。将产品放入冻干箱内进行预冻，抽真空之前要根据捕水器制冷压缩机的降温速度提前使捕水器工作，抽真空时捕水器应达到-40℃左右的温度，待真空度达到一定数值后（通常应达到100Pa以上的真空度），即可对箱内产品进行加热。一般加热分两步进行，初步加温不使产品的温度超过共熔点的温度；待产品内水份基本干完后进行下一步加温，这时可迅速地使产品上升到规定的至高温度。在至高温度保持数小时后，即可结束冻干。
整个升华干燥的时间约12-24小时左右，与产品的形状、规格，产品的种类，冻干曲线及机器的性能等等有关。
冻干机里冻干结束后，要在出料间进行空气除湿，然后放干燥无菌实验室冷冻干燥机的空气进入干燥箱，以防重新吸收空气中的水份。

在冻干机冷冻干燥样品温度测量与控制过程中；存在着一些特殊的问题。
1、接触式测温只能反映测温元件所处局部位置的温度状况，不能代表冷冻干燥物品整体的温度状况。
2、当测温元件进入冷冻干燥物品内部时，测温元件附近的冷冻干燥物品的结构就会受到一定程度的破坏；在物料的冷却冻结过程中，插入的热电偶或热敏电阻会起到晶核的作用，使该位置处的溶液容易先形成冰晶；在测温元件附近，冰晶体积相对较大。
3、测温元件本身或其引线会对其附近样品起加热作用；装有测温元件的样品的干燥速度，要比其他未装测温元件的样品快。
4、插入的热电偶或热敏电阻是固定的，它们无法测量移动的升华界面的温度，而冻干机冷冻干燥升华界面温度是冷冻干燥过程的一个非常重要的温度参数。
5、有限的测温元件只能置入有限的试样中。在批量生产中，一批样品往往由数量众多的试样组成，有限的几个试样测得的温度变化很难反映整批样品所处的温度状况。