传统的干燥会破坏细胞，引起材料皱缩，在冰冻干燥的过程中样品的结构不会被破坏，因为固体成份被在其位子上的坚冰支持着。在冰升华时，他会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性。
在实验室中，冻干有很多不同的用途，他在许多生物化学与制药应用中是不可缺少的，它被用来获得可长时期保存的生物材料，例如微生物培养、血液、酶、药品，除长期保存的稳定性以外，还保留了其固有的生物活性与结构。为此，冻干被用于准备用做结构研究（例如电镜研究）的组织样品，冷冻干燥也应用于化学分析中，它能得到干燥态的样品，或者浓缩样品以增加化析敏感度。冻干使样品成分稳定，也不需改变化学成分，是理想的分析辅助手段。
干燥步骤
1.预冻：为接下来的升化过程准备样品。
2.初级干燥：在此过程中冰升化而不融化。
3.次级干燥：在此过程中，固体物质的残留水分被除去，从而留下干燥样品，这一步骤对保存样品的稳定性非常重要。
相关提示在壳式预冻中，冻干瓶中样品浸放在低温热传导液体里旋转，液体样品沿冻干瓶圆周内壁结冻，以达到更大的表面积。这层薄的结冻层能让水份子更加容易地穿过。一旦样品结冰，就可以与冷冻干燥系统连接了。