產品的預凍方法有凍幹箱內預凍法和箱外預凍法。箱內預凍法是直接把產品放置在凍幹機凍幹箱內的多層擱板上，由凍幹機的冷凍機來進行冷凍。大量的小瓶和安瓿瓶進行凍幹時為了進箱和出箱方便，一般把小瓶或安瓿瓶分裝在若幹金屬盤內，再裝進箱子。為了改進熱傳遞，有些金屬盤製成可分離式，進箱時把底抽走，讓小瓶直接與凍幹箱的金屬板接觸；對於不可抽底的盤子要求盤底平整，以獲得產品的均一性。采用旋凍法的大血漿瓶要事先凍好後加上導熱用的金屬架或塊後再進行冷凍。箱外預凍法有兩種方法。有些小型凍幹機沒有進行預凍產品的裝置。隻能利用低溫冰箱或酒精加幹冰來進行預凍。另一種是專用的旋凍器，它可把大瓶的產品邊旋轉邊冷凍成殼狀結構。然後再進入凍幹箱內。
還有一種特殊的離心式預凍法，離心式凍幹機就采用此法。利用在真空下液體迅速蒸發，吸收本身的熱量而凍結。旋轉的離心力防止產品中的氣體溢出，使產品能“平靜地”凍結成一定的形狀。
（二）產品的初段幹燥
產品在升華時要吸收熱量，升華階段必須對產品進行加熱，但對產品的加熱量是有限度的，不能使產品的溫度超過其自身共熔點溫度。升華的產品如果低於共熔點溫度過多，則升華的速率降低，升華階段的時間會延長；如果高於共熔點溫度，則產品會發生熔化，幹燥後的產品將發生體積縮小、出現氣泡、顏色加深、溶解困難等現象。因此升華階段產品的溫度要求接近共熔點溫度，但又不能超過共熔點溫度。
可以利用氣壓測量法來確定升華時產品的溫度，把凍幹箱和冷凝器之間的閥門迅速地關閉1～2s的時間。然後又迅速打開，在關閉的瞬間觀察凍幹箱內的壓強升高情況，記錄壓強升高到某一點的最高數值。從冰的不同溫度的飽和蒸氣壓曲線或表上可以查出相應數值，這個溫度值就是升華時產品的溫度。
冷凍幹燥時凍幹箱內的壓強，過去認為是越低越好，現在則認為不是越低越好，而是要控製在一定的範圍之內。凍幹箱的合適壓強一般認為是在10～30Pa，在這個壓強範圍內，既利於熱量的傳遞又利於升華的進行。超過30Pa時，產品可能熔化，此時應發出真空報警信號，切斷對產品的加熱，甚至啟動冷凍機對凍幹箱進行降溫，以保護產品不致發生熔化。因此為了冷凍幹燥出好的產品，需要保持係統內良好而穩定的真空度。需要冷凝器始終處於低於-40℃以下的低溫，因為-40℃時冰的蒸氣壓為10Pa左右。
升華階段時間的長短與下列因素有關：① 產品的品種，一般來說，共熔點溫度較高的產品容易幹燥，升華的時間短些。② 產品的分裝厚度，分裝厚度大，升華時間也長。③ 升華時提供的熱量，若提供的熱量不足，升華速率減慢，升華時間延長。也不能過多地提供。④ 凍幹機本身的性能，這包括凍幹機的真空性能，冷凝器的溫度和效能，甚至機器構造的幾何形狀等，性能良好的凍幹機使升華階段的時間較短些。
在產品的第一階段時，除了要保持凍結產品的溫度不能超過共熔點以外，還要保持已幹燥的產品溫度不能超過崩解溫度。某些已幹燥的產品當溫度達到某一數值時會失去剛性，發生類似崩潰的現象，失去了疏鬆多孔的性質，使幹燥產品有些發黏，相對密度增加，顏色加深。發生這種變化的溫度就叫做崩解溫度。崩解溫度與產品的種類和性質有關，因此應該合理地選擇產品的保護劑，使崩解溫度盡可能高一些。
（三）產品的次級幹燥
在初級凍幹完成後，所有的冰即被升華。但是結合水仍舊存在於產品中，在次級幹燥時，最後相的幹燥，牢固鍵合於固體樣品的水，被稱為吸收水轉變成蒸氣。這一過程被稱為解吸作用。解吸是一個緩慢的過程，因為吸收水比液體水在同一溫度下氣壓更低。冷凍幹燥在樣品和收集器的蒸氣壓力相等時徹底完成。如果樣品在未完全幹燥時過早地脫離係統，它也許會很快的降解和失去結構及生物性能。