冷冻干燥主要分为两种：空气冷冻干燥和真空冷冻干燥。空气冷冻干燥是通过制冷设备将压缩空气冷却到一定的露点温度后析出相应所含的水分，并通过分离器进行气液分离，再通过自动排水阀将水排出，从而使压缩空气获得所需要的干燥露点。一般工艺流程包括空气流程、冷媒流程、预冷冻阶段、升华干燥阶段和真空冷冻干燥。
在空气冷冻干燥过程中，压缩空气由空气入口进入预冷冷却器进行初步冷却，流入制冷系统蒸发器，由制冷系统进一步冷却。冷却后的压缩空气经气水分离器，冷凝水由自动排水器排出，干燥冷却的压缩空气再回到热交换器进行回温，通过空气出口离开冷冻式干燥机。
在真空冷冻干燥过程中，将含水物料冷冻到冰点以下，使水转变为冰，然后在较高真空下将冰升华而除去。升华生成的水蒸气借冷凝器除去。升华过程中所需的汽化热量，一般用热辐射供给。一般工艺流程包括仪器选择冷冻干燥机、预冷冻阶段、升华干燥阶段和真空冷冻干燥。
真空冷冻干燥是冷冻干燥的其中一种方法，但由于真空冷冻干燥应用更为广泛，尤其在学校和科研单位，所以经常将冷冻干燥与真空冷冻干燥混为一谈。
