中試凍干機的冷凍干燥是將含有大量水分的物料提前冷卻冷凍成固體，然后在真空條件下直接升華水蒸氣，而物料本身在冷凍過程中仍處于冰架中，所以干燥后松散的多孔體積保持不變。這將導致產品的溫度下降，升華速度減慢。為了提高升華速度，縮短干燥時間，應該對產品進行適當加熱，整個干燥過程是在較低的溫度下進行的。
凍干機的凍干過程是一個從低溫逐漸升溫的過程。如果溫度上升過快、過高，容易造成凍干產品的外觀塌陷，產品外觀不佳。凍干過程分為三個階段：預凍、升華干燥和分析干燥。其組成部分基本相同，包括：干燥箱、水蒸氣冷凝器（這兩個部件有時是一體的）、制冷系統、真空系統、加熱系統、控制系統等。它涉及制冷、真空、熱能、機械、流體、電控和壓力容器等領域的知識。
中試凍干機結構簡單，成本低，大多數凍干室使用透明的有機玻璃罩，便于觀察材料的凍干情況。凍干機的干燥速度是指在單位時間內通過單位干燥區到達氣體空間的汽化水的數量。食品中的水只要分為結合水和非結合水，在一定溫度下，非結合水的蒸氣壓是一定的，與同一溫度下純水的蒸氣壓相等，但結合水的蒸氣壓卻隨結合力的大小而變化。
這樣，一種全濕食品在干燥時，首先要出來的是沒有結合力的非結合水（一般）。這時，食品表面的蒸氣壓幾乎等于純水的蒸氣壓，在這部分水蒸發之前，這個蒸氣壓必須保持不變，在一定情況下，中試凍干機干燥速度不會改變。當外部干燥條件不變時，食品的干燥速度也不會改變。所謂"外部干燥條件"，熱風干燥是指空氣溫度、濕度、流速等，真空干燥是指真空度、熱源溫度、傳熱面與物料的接觸等。
