真空冷冻干燥机的工作原理是指通过升华从冻结的生物产品中去除水分或其他溶剂的过程。升华指的是溶剂，比如水，像干冰一样，不经过液态，从固态直接变为气态的过程。
冷冻干燥得到的产物称作冻干物，该过程称作冻干。传统的干燥会引起材料皱缩，破坏细胞。在冰冻干燥过程中样品的结构不会被破坏，因为固体成份被在其位置上的坚冰支持着。在冰升华时，它会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性。
冷冻干燥也应用于化学分析中，它能得到干燥态的样品，或者浓缩样品以增加分析敏感度。冻干使样品成分稳定，也不需改变化学组成，是理想的分析辅助手段。冷冻干燥可以自然发生。在自然情况下，这一过程缓慢而且不可预测。通过冷冻干燥系统，人们改进、细分了很多步骤，加速了这一过程。
真空冷冻干燥机的应用：
1、方便食品领域的方便面和方便米饭的配料，已采用色、香、味俱全且复水特快的冻干肉丁、虾仁、鸡蛋以及小葱、胡萝卜、香菜等。
2、即时汤料领域用冻干食品搭配的各种汤料，用开水即冲即喝，既美味可口，又方便卫生。
3、速溶饮品领域继用冻干技术生产的速溶奶粉和速溶咖啡之后，又开发出速溶茶、速溶菜汁粉、速溶果汁粉等。这类速溶饮料，具有原汁原味原营养、保质期长、饮用方便等特点。
4、颗粒蔬菜领域选多种冻干蔬菜,根据人体营养需求合理搭配，制成颗粒。这种蔬菜颗粒含有天然的叶绿素、维生素、胡萝卜素以及人体必需的微量元素，特别适宜儿童、老人、病人以及一些难于吃到蔬菜的人食用。
5、保健药品鹿茸片、鹿血胶囊、活性参、藏药等，药物保疗效，干粉保速溶。在保健食品家族中，真空冷冻干燥蛇胆粉、蜂皇浆等营养保健食品已逐渐推出。
6、冻干脱水蔬菜类：胡萝卜、油菜、蘑菇、葱、蒜、青豆、玉米、菠菜等。
7、冻干脱水肉类：牛肉、猪肉、鸡肉等。
8、冻干脱水水产品类：虾仁、鱼片、蟹肉等。
9、冻干脱水菜包以冻干脱水菜为主，经配方而成的牛肉包、鸡肉包、海鲜包、蔬菜包等。
