中试冻干机的冷冻干燥是将含有大量水分的物料提前冷却冷冻成固体，然后在真空条件下直接升华水蒸气，而物料本身在冷冻过程中仍处于冰架中，所以干燥后松散的多孔体积保持不变。这将导致产品的温度下降，升华速度减慢。为了提高升华速度，缩短干燥时间，应该对产品进行适当加热，整个干燥过程是在较低的温度下进行的。
冻干机的冻干过程是一个从低温逐渐升温的过程。如果温度上升过快、过高，容易造成冻干产品的外观塌陷，产品外观不佳。冻干过程分为三个阶段：预冻、升华干燥和分析干燥。其组成部分基本相同，包括：干燥箱、水蒸气冷凝器（这两个部件有时是一体的）、制冷系统、真空系统、加热系统、控制系统等。它涉及制冷、真空、热能、机械、流体、电控和压力容器等领域的知识。
中试冻干机结构简单，成本低，大多数冻干室使用透明的有机玻璃罩，便于观察材料的冻干情况。冻干机的干燥速度是指在单位时间内通过单位干燥区到达气体空间的汽化水的数量。食品中的水只要分为结合水和非结合水，在一定温度下，非结合水的蒸气压是一定的，与同一温度下纯水的蒸气压相等，但结合水的蒸气压却随结合力的大小而变化。
这样，一种全湿食品在干燥时，首先要出来的是没有结合力的非结合水（一般）。这时，食品表面的蒸气压几乎等于纯水的蒸气压，在这部分水蒸发之前，这个蒸气压必须保持不变，在一定情况下，中试冻干机干燥速度不会改变。当外部干燥条件不变时，食品的干燥速度也不会改变。所谓"外部干燥条件"，热风干燥是指空气温度、湿度、流速等，真空干燥是指真空度、热源温度、传热面与物料的接触等。
