大型冷凍干燥機運用了物理原理，將壓縮空氣中的水分冷凍至露點以下，使之從空氣中析出的空氣干燥機。受限于水的冰點溫度，理論上來說它的露點溫度可接近于0度，實際情況，好的冷凍干燥機露點溫度一般在5度左右。

大型冷凍干燥機工作原理
　　潮濕高溫的壓縮空氣流入前置冷卻器（高溫型專用）散熱后流入熱交換器與從蒸發器排出來的冷空氣進行熱交換，使進入蒸發器的壓縮空氣的溫度降低。
換熱后的壓縮空氣流入蒸發器通過蒸發器的換熱功能與制冷劑熱交換，壓縮空氣中的熱量被制冷劑帶走，壓縮空氣迅速冷卻，潮濕空氣中的水份達到飽和溫度迅速冷凝，冷凝后的水分經凝聚后形成水滴，經過特別氣水分離器高速旋轉，水分因離心力的作用與空氣分離，分離后水從自動排水閥處排出。經降溫后的空氣壓力露點zui低可達2℃。 降溫后的冷空氣流經空氣熱交換與入口的高溫潮濕熱空氣進行熱交換，經熱交換的冷空氣因吸收了入口空氣的熱量提升了溫度，同時壓縮空氣還經過冷凍系統的二次冷凝器（同行具有的設計）與高溫的冷媒再次熱交換使出口的溫度得到充分的加熱，確保出口空氣管路不結露。同時充分利用了出口空氣的冷源，保證了機臺冷凍系統的冷凝效果，確保了機臺出口空氣的質量。

大型冷凍干燥機圖示