制冷系統是凍干機的核心的組成部分，被稱為“凍干機的心臟"。理論上制冷系統由制冷壓縮機、冷凝器、蒸發器和熱力膨脹閥所構成，主要是為干燥箱內制品前期預凍供給冷量;以及為后期冷阱盤管捕集升華水汽供給冷量。設計時，考慮到凍干機對制冷的要求特殊性，其制冷系統主要由以下部件組成:

壓縮機，制冷劑，油分離器，水冷凝器，干燥過濾器，中間冷卻器，視液鏡，電磁閥，膨脹閥，蒸發器(板式交換器，后箱冷凝盤管)，汽液分離器，回氣過濾器，壓力表，安全閥，制冷管道等。

1.真空系統采用水封泵+油封泵的組合方式，初期排除空氣由大功率的油封泵組快速預抽，維持工作真空用小功率的羅茨水封泵組工作。可降低能耗，同時水封泵又可抽出水蒸氣，避免了油封泵由于排水性能差，水汽使泵油乳化變質，進而造成系統真空度不穩定的弊端。

2. 加熱為封閉式水循環系統，采用三通調節閥自動調水循環系統的供熱量，準確控制加熱板溫度，并由氮氣自動定壓，保證熱水工作溫度至120℃。

3.采用后置式及下置式捕水冷阱，與分體外置式冷阱相比，通路短，阻力小，水汽通路設計流暢，捕水均勻，提高捕水效率。捕水冷阱采用氨單項循環制冷的方式，較通用的供液方式相比，制冷供液穩定性好，易操作。中小型設備可采用氟利昂制冷，由膨脹閥調節供流量。

干燥物質呈干海綿多孔狀，體積基本不變，極易溶于水而恢復原狀。在很大程度上防止干燥物質的理化和生物學方面的變性。