冷冻干燥的基本原理是基于水的三态变化。水有固态、液态和气态，三种状态既可以相互转换又可以共存。 当水在三相点（温度为0.01℃，水蒸气压为610.5Pa）时，水、冰、水蒸气三者可共存且相互平衡。在高真空状态下，利用升华原理，使预先冻结的物料中的水分，不经过冰的融化，直接以冰态升华为水蒸汽被除去，从而达到冷冻干燥的目的。

小型家用冻干机采用真空冷冻干燥技术，将含水物料预先冻结，然后使其水分在真空状态下升华，从而使物品得以干燥。经冷冻干燥的物品，其原有的生物、化学特性基本不变，而加水后可恢复到冻干前的状态，并能保持其原有的生化特性，故而易于长期保存。适用于在家里对蔬菜、水果、肉类等物品进行冻干处理。