冷凍乾燥程序是將冷凍後的固態物質中的溶劑(固態)直接變成蒸氣(亦即昇華)，此程序包含：(1)冷凍樣品的吸熱以促使溶劑(固態)的昇華(2)使用真空幫浦以加強樣品表層蒸氣的移除(3)蒸氣輸送至收集器(4)收集器中蒸氣的冷凝等。

冷凍乾燥的效率與下列幾點有關：(1)樣品的蒸發面積及厚度(2) 樣品的(共)熔點及濃度(3) 收集器的溫度與真空度。