在不同的實驗中，不同的樣品對凍干機有不同的功能要求。一般來說，一般建議使用擱板式凍干機冷凍食品、中草藥、粉末材料等樣品于西林瓶的操作，必須選擇帶壓蓋裝置的凍干機。

先進的冷凍干燥機是提前冷凍含水物質，然后在真空狀態下將水從固水從固態升華為氣態，從而去除水分并保存物質。與其他干燥方法一樣，為了保持升華和干燥的持續進行，必須滿足兩個基本條件，即不斷供熱和蒸汽產生。

在初始階段，如果材料溫度相對較高，則升華所需的潛熱可取自材料本身的顯示熱。但隨著升華，材料溫度很快降低到與干燥室蒸汽分壓平衡的溫度。此時，如果沒有外部加熱，升華干燥將停止。在外部加熱的情況下，如果不及時排除升華產生的蒸汽，蒸汽分壓會升高，材料溫度也會升高。當達到材料的凍結點時，材料中的冰晶會融化，不能冷凍和干燥。

供熱過程是一個傳熱過程，消除蒸汽的過程是一個傳質過程。因此，升華干燥過程本質上是一個傳熱和傳質的過程。自然界中的任何過程都有驅動力。升華干燥中的傳熱驅動力為熱源與升華界面之間的溫差，傳質驅動力為升華界面與蒸汽捕集器之間的蒸汽分壓差。溫差越大，傳熱速率越快；蒸汽分壓差越大，傳質（即蒸汽排除）速度越快。

冷凍干燥時，不僅要保持產品的優良質量，而且要達到較快的干燥速率。升華所需的潛熱必須通過外部傳熱過程從熱源傳遞到干燥材料的表面，然后通過內部傳熱過程傳遞到材料中冰升華的實際發生地。產生的水蒸氣必須通過內部傳質過程到達材料的表面，然后通過外部傳質過程轉移到蒸汽捕集器。