Η βασική αρχή της λυοφιλοποίησης βασίζεται στην αλλαγή του νερού σε τρεις καταστάσεις. Το νερό έχει στερεές, υγρές και αέριες καταστάσεις και οι τρεις καταστάσεις μπορούν να μετατραπούν μεταξύ τους και να συνυπάρχουν. Όταν το νερό βρίσκεται στο τριπλό σημείο (η θερμοκρασία είναι 0,01 βαθμοί , η πίεση των υδρατμών είναι 610,5 Pa), το νερό, ο πάγος και οι υδρατμοί μπορούν να συνυπάρχουν και να ισορροπούν το ένα το άλλο. Στην κατάσταση υψηλού κενού, η αρχή της εξάχνωσης χρησιμοποιείται για να κάνει το νερό στο προκατεψυγμένο υλικό να αφαιρεθεί απευθείας σε υδρατμούς σε κατάσταση πάγου χωρίς να λιώσει ο πάγος, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός της λυοφιλοποίησης. Τα λυοφιλοποιημένα προϊόντα είναι σαν σφουγγάρι, χωρίς συρρίκνωση, εξαιρετική ενυδάτωση, πολύ λίγη υγρασία και μπορούν να αποθηκευτούν και να μεταφερθούν σε θερμοκρασία δωματίου για μεγάλο χρονικό διάστημα μετά την αντίστοιχη συσκευασία. Επειδή η ξήρανση υπό κενό έχει απαράμιλλα πλεονεκτήματα από άλλες μεθόδους ξήρανσης, αυτή η τεχνολογία ευνοείται όλο και περισσότερο από την έναρξή της και οι εφαρμογές της στην ιατρική, τα βιολογικά προϊόντα και τα τρόφιμα γίνονται όλο και πιο εκτεταμένες. Ο ορός, τα στελέχη, η παραδοσιακή κινεζική και δυτική ιατρική και άλλα βιολογικά προϊόντα είναι ως επί το πλείστον βιοδραστικές ουσίες και η τεχνολογία ξήρανσης με ψύξη κενού παρέχει επίσης μια καλή λύση για τη διατήρηση της βιολογικής δραστηριότητας.