凍干是將溶液或懸液冷凍成固態，然后在低溫和高真空度下使冰升華，留下干物。因為冷凍干燥是在低溫高真空度下進行的，所以樣品不起泡，不暴沸，干物不粘壁，易取出，而且成為疏松的粉塊，極易溶于水。由于凍干的上述優點，適于對熱敏感，易吸濕，易氧化及溶劑蒸發時易產生泡沫而引起變性的制品（蛋白質，酶，核酸，抗生素，激素等）。
凍干能使蛋白質脫水，使破壞蛋白質的化學反應難以進行，并使它們的有效期大大延長，但冷凍過程會對生物活性造成損傷，導致溶解度下降和效價降低，因此研制出合適的工藝條件，使用正確的凍干保護劑也是至關重要的。
在冷凍期間，保護的程度取決于起始的總糖濃度，糖的起始濃度通常需要達到200-300mmol／L,而在干燥期間，保護的程度取決于糖：蛋白質的質量比率,比率在1—2通常就能有效防止在干燥過程中蛋白質的去折疊。廣義上講，凍干保護劑還包括細胞，細菌或病毒的營養液，賦形劑和抗氧劑。營養液可促使因凍干而受損傷的細胞修復，如脫脂乳，蛋白胨，氨基酸等。賦形劑能使質量細微的生物活性物質在凍干時和動干后成形，不至飛揚損失，如蔗糖，乳糖，葡聚糖等。抗氧劑可增加生物活性物質在凍干儲存期間的穩定性，如維生素C，維生素E等。
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