冷冻干燥机通过冷却降温，使压缩空气中的水蒸气凝结成液滴，从而达到减少含湿量的目的。凝结出的液滴经过自动排水系统排出机外，只要干燥机出口的下游管路所处的环境温度不低于蒸发器出口露点温度，就不会产生二次结露的现象。 系统工作时，压缩机将蒸发器所产生的低压低温制冷剂蒸气吸入气缸内，经过压缩后压力升高（温度也升高）到稍大于冷凝器内的压力时，将高压制冷剂蒸气排到冷凝器中。所以压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气的作用。在冷凝器内，温度和压力较高的制冷剂蒸气与温度较低的环境空气（或水）进行热交换而冷凝为液态。这时液态制冷剂再经膨胀阀降压（降温）后进入蒸发器，在蒸发器内吸收压缩空气的热量而汽化。这样被冷却物体便得到冷却，而制冷剂蒸气又被压缩机吸走，开始下一个循环，这样制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、膨胀（节流）、蒸发四个过程完成了一个循环，通过连续不断制冷循环，实现了制冷的目的。
冷冻干燥机的制冷系统冷媒循环原理分析：
1.开机后冷媒经压缩机压缩由原来的低温低压状态变成高温高压的蒸气。
2.高温高压的蒸气流入冷凝器及二次冷凝器，其热量通过热交换被冷却介质带走，温度下降，高温高压的蒸气因为冷凝变成了常温高压的液体。
3.常温高压的液体冷媒流过膨胀阀，因为膨胀阀的节流作用压力降低，使得冷媒变成常温低压的液体。
4.常温低压的液体进入蒸发器后，因为压力的降低液态冷媒沸腾蒸发变成低压低温的气体，冷媒蒸发时吸收了大量压缩空气的热量，使得压缩空气的温度下降达到干燥的目的。
5.蒸发后的低温低压冷媒蒸气，从压缩机的吸气口流回，被压缩压缩后排出进入下一循环。
