冷冻式干燥机的工作原理是通过降低压缩空气的温度，使压缩空气中的水分因饱和而析出，从而达到干燥压缩空气的目的。

    冷干机的工作分成两个流程：压缩空气流程和制冷剂流程。

1. 压缩空气流程

    进入冷冻干燥机的被干燥的压缩空气，先进入预冷器中，在此与出蒸发器的已干燥的低温冷空气进行热交换，其焓、温度及含湿量下降。出预冷器的被干燥压缩空气的压力露点已经降低，但还未达到干燥的要求，被干燥空气继续进入蒸发器。在蒸发器中与制剂进行热交换，温度继续降低，在蒸发器出口，其温度达到所要求的压力露点。出蒸发器气水混合物进入分离器，在气液分离器中分离析出的水分，干空气再进入预冷器，并与进入冷冻干燥机的热空气进行热交换，使其温度升高后排出冷干机。若在预冷器与蒸发器之间增加一个气液分离器，使在预冷器中析出的水分得以分离，则效果更好。

2. 制冷流程

    制冷压缩机排出的高温、高压制冷剂气体，进入冷凝器，放出热量，冷凝为液体。出冷凝器的液态制冷剂通过节流机构（毛细管或膨胀阀）降压、降温而成为低温的气液二相状态进入蒸发器，在蒸发器中与被干燥的空气进行热交换而汽化。过热气休出蒸发器后，进入制冷压缩机进行下一个循环。冷冻干燥机蒸发器表面温度低于0℃，将会在换热表面结霜、结冰而影响被干燥气体的流动，进而影响冷冻干燥机整机的工作，因此需保证蒸发器换热表面温度高于0℃，这就要控制冷剂的蒸发温度不能过低。为此，在压缩机的排气管路上设置热气旁通阀，调节蒸发压力。当蒸发压力降到一定程度，热气旁通阀导通，高温、高压气体直接进入蒸发器，以维持蒸发器换热表面的温度高于10℃。