實驗室凍干機原理就是把含有大量水份的物質，預先進行降溫凍結成固體，然后在一定的真空條件下使水蒸氣直接從固體中升華出米，而物質本身剩留在凍結時的冰架中，因此它干燥后體積不變、疏松多孔，冰在升華時要吸收熱量，引起制品本身溫度下降而減慢升華速度，為了增加升華速度，縮短干燥時間，必須要對制品進行適當加熱。整個干燥過程是在較低溫度下進行的。目的是為了保存易脫水的產品，在加水以后能夠再次恢復原材料的特性，而不影響其生物活性等。在低溫的狀態下達到干燥，蛋白質保持無水，而其他主要化學鍵保持不變。通過冷凍干燥，組織、組織物提取、細菌、疫苗及血漿之類的材料成為干燥狀態，從而不會發生酶的、細菌的及化學的變化。
實驗室凍干機的設計原則：
在設計實驗室凍干機結構系統時，我們就應考慮機械裝配問題，并根據工藝要求對設計進行了改進。它主要由冷凍系統、真空系統、液壓壓塞系統、循環系統、凍干箱體、擱板及捕水器、控制系統等組成。
擱板與導熱液軟管、導熱液分配器、匯流器的連接，以前采用螺紋連接形式，在裝配時這些零件都可以在實驗室凍干機凍干箱內逐一裝配，但是這種螺紋連接形式在使用過程中密封性不好，由于實驗室凍干機凍干箱內溫度變化范圍大，螺紋在這種情況下會產生較大的熱脹冷縮變形，螺紋經過數次交替變形后會產生松動現象，螺紋的緊固力矩減小，使硅油產生泄漏，容易污染藥品，直接影響機械的使用性能。因此，我們改用了焊接連接方式， 即將擱板、導熱液軟管、導熱液分配器、匯流器整體焊接好后，再放在凍干箱內裝配，這樣有兩個優點： 一是便于焊接后的檢漏，檢漏可以在凍干箱外進行；二是保證密封性，提高了密封可靠性。
另外，制冷壓縮機組主要配件的配置：①壓縮機；②制冷劑；③冷凝器。
制冷壓縮機組的布置方式的設計考慮出發點是使整套設備布局合理、緊湊。將壓縮機置于冷凝器上部，由于冷凝器的進氣口在殼體頂部、出液口在底部，限制了壓縮機的最小布置高度，為了降低壓縮機的高度，對原冷凝器進氣截止閥及出液截止閥、安全閥的連接方式進行了改造，降低了冷凝器凈高度，并且將汽液分離器和油分離器放在壓縮機下面及冷凝器一側，充分利用了設備的空間。
