冻干机的基本原理是基于水的三态变化。水有固态、液态和气态，该设备有三种相态既可以相互转换又可以共存。当水在三相点（温度为0.01℃，水蒸气压为610.5Pa）时，水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。在高真空状态下，利用升华原理，使预先冻结的物料中的水分，不经过冰的融化，直接以冰态升华为水蒸汽被除去，从而达到冷冻干燥的目的。

冻干机原理简单点说，就是把样品放置在真空环境中通过从高温到低温的这个过程，使其样品中的自由水挥发出去，样品中的结合水是挥发不出去的，目的是为了增加样品更长的保存时间。