干燥是非常古老的操作，但粉體和生物制品的加熱干燥常常造成顆粒不可復原的團聚，尤其是在超細粉體制備方面，液相中的納米顆粒經干燥會聚結為難以分散的團塊，這主要是因為普通的顆粒干燥過程中水分在從顆粒間孔道散發，表面張力導致高的附加壓力，將顆粒緊壓在一起成為團塊。
而冷凍干燥可以避免這一問題，冷凍干燥是先將待干燥凝膠或血液冷凍為固體，再在合理的條件先通過升華作用而使其中的水分氣化而脫除水分，由于冰的氣化過程不會對固體顆粒的聚結狀態產生影響，因此可以完好保存原來的顆粒不被壓緊而團聚，此外冷凍干燥非常適合處理生物制品，比如血液等，因為它沒有高溫操作，可以防止生物制品變質。

冷凍干燥機是將含水物品預先凍結，然后將其水分在真空狀態下升華而獲得干燥物品的一種技術方法。經冷凍干燥處理的物品易于長期保存，真空冷凍干燥機加水后能恢復到凍干前的狀態并保持原由的生化特性。應用于藥品、生物制品、化工及食品工業，對于熱敏物質如抗菌素、疫苗、血液制品、酶激素和其它生物制品。