食品行业：用于生产冻干果蔬、冻干肉干、冻干方便面调料、冻干益生菌等。冻干后的食品不仅保留了原有的营养成分、色泽和风味，还具有保质期长、易复水的特点，无需添加过多防腐剂，符合健康食品的发展趋势。
生物医药行业：是疫苗、抗生素、生物酶、血浆制品等生物制剂生产的关键设备。生物活性物质对温度敏感，真空冷冻干燥技术能在低温下实现脱水，有效保护其生物活性，确保药品的疗效和稳定性。此外，中药材的冻干加工也能保留其有效成分，提升产品品质。
新材料与化工行业：用于纳米材料、高分子材料、催化剂等的干燥处理。这些材料在常规干燥过程中易出现团聚、结构破坏等问题，而真空冷冻干燥能避免此类情况，保留材料的多孔结构和优异性能，为后续应用提供保障。
其他领域：在考古研究中，用于干燥出土的文物（如纺织品、木器），防止文物因水分蒸发而变形、损坏；在电子行业，可用于干燥精密电子元件，去除水分以保证元件的性能稳定。
保留物料原有特性：干燥过程在低温（通常在 - 40℃以下）进行，能有效避免物料中热敏性成分（如维生素、生物活性物质）的破坏，同时保留物料的天然色泽、风味和形态，避免出现收缩、结块等问题。
产品品质高：冻干后的产品水分含量极低（通常在 1%-5% 以下），能有效抑制微生物繁殖，延长产品保质期；且产品内部形成多孔结构，复水性极佳，遇水后能快速恢复原有状态。
环保节能：真空环境下水分的升华温度降低，无需高温加热，能耗相对较低；同时干燥过程中不产生废水、废气等污染物，符合环保要求。
适用范围广：可处理固体、液体、糊状等多种形态的物料，无论是热敏性、易氧化还是高价值物料，都能实现高效干燥，满足不同行业的需求。
自动化程度高：现代真空冷冻干燥机多配备 PLC 控制系统，可实现升温、降温、抽真空、保温等过程的自动控制，操作简便，能有效减少人为误差，保证干燥效果的一致性。
预冻阶段：首先将待干燥的物料放入冻干机的物料盘中，然后启动制冷系统，将物料温度降至冰点以下（通常在 - 40℃至 - 60℃），使物料中的自由水完全冻结成冰。这一阶段的目的是为后续的升华干燥提供固体冰形态的水分，避免物料在干燥过程中出现融化、变形。
升华干燥阶段：当物料完全冻结后，启动真空系统，将干燥箱内的压力降至真空状态（通常在 10-30Pa）。此时，冰的饱和蒸气压高于环境压力，物料中的冰会直接跳过液态阶段，升华为水蒸气。水蒸气被冷凝器捕获，凝结成霜，从而实现物料的初步脱水，这一阶段可去除物料中约 90% 以上的水分。
解析干燥阶段：升华干燥后，物料中仍残留少量吸附水（约 5%-10%），需通过解析干燥进一步去除。通过缓慢升高物料温度（通常不超过 40℃），使吸附在物料内部的水分解吸出来，再次通过真空系统和冷凝器将水蒸气排出，最终使物料水分含量达到设定标准。