真空冷冻干燥包括五个主要过程：物料预处理、物料冷却固化、升华干燥、解吸干燥以及封装储存。在对物料冷冻干燥之前，必须对其进行必要的物理、化学处理，包括清洗、分级、切片、漂烫、杀菌、浓缩等。物料冷却固化过程是将物料充分冷却，不仅要使物料中的自由水完全结成冰，还要使物料中的其他部分也完全固化，形成固态的非晶体，其最终温度低于物料的共晶温度或者玻璃化转化温度。升华干燥过程是指在低温下对物料加热，使其中被冻结成冰的“自由水”直接升华成水蒸气并从升华表面移走。该过程的物料温度必须低于最高允许温度，所需要热量为冰的升华热，加热方式可以是搁板导热加热或辐射加热。在完成升华干燥过程后，在物料的多孔结构表面和极性基团上还吸附有未被冻结的“结合水”，需再经解吸干燥。解吸干燥过程是在较高温度下加热，使物料中被吸附的“结合水”解吸，变成“自由水”，再吸热蒸发成水蒸气并被去除。经二次干燥后，物料中的剩余水分含量一般应低于5%。最后进行封装和储存，封装仍必须在真空条件或者充满惰性气体条件下进行；冻干物料的储存一般为室温或者4℃，也有特殊要求为-18℃。