冷凍干燥過程包括預冷、一次干燥、二次干燥和儲存階段等，都是相當復雜傳熱傳質過程；而且這些過程與藥品、食品、賦形劑、低溫保護劑的熱物性有密切的關系。

冷凍干燥過程實際上是水的物質變化及其轉移過程。凍干過程有二個放熱過程和二個吸收過程：液體生物制品放出熱量凝固成固體生物制品，固體生物制品在真空下吸收熱量升華成水蒸汽。水蒸汽在冷凝器中放出熱量凝華成冰霜，凍干結束后冰霜在冷凝器中吸收熱量熔化成水。

整個凍干過程中進行著熱量質量的傳遞現象。熱量的傳遞貫穿冷凍干燥的全過程中。預凍階段、干燥的階段和第二階段以及化霜階段均進行著熱量的傳遞；質量的傳遞僅在干燥階段進行，凍干箱制品中產生的水蒸汽到冷凝器內凝華成冰霜的過程，實際上也是質量傳遞的過程，只有發生了質量的傳遞產品才能獲得干燥。在干燥階段，熱的傳遞是為了促進質的傳遞，改善熱的傳遞也能改善質的傳遞。

因此必須弄清楚凍干過程中影響傳熱傳質的因素，測定有關材料的熱物性，才能制定可靠的程序，采用優化的冷凍干燥過程，生產出高質量的藥品和食品；并可達到縮短生產時間、節約能耗、降低成本的目的。