Nakon pokretanja, materijal se stavlja u spremnik materijala na zamrzavanje. Proces zamrzavanja uključuje dva aspekta: prvo, vakuumski sustav uklanja dio vlage povlačenjem vakuuma; drugo, kako se materijal smrzava, neke molekule vode su prisiljene na površinu i smrzavaju se. Nakon što se ispuni zahtjev za zamrzavanjem, sustav grijanja zagrijava i suši materijal, povlačeći vakuum kako bi se uklonila sva preostala vlaga, koja se zatim prenosi u zamku za zamrzavanje da se smrzne, čime se postiže zahtjev za sušenje zamrzavanjem.
Sušenje smrzavanjem odnosi se na proces uklanjanja vode ili drugih otapala iz smrznutih bioloških proizvoda sublimacijom. Sublimacija se odnosi na proces u kojem se otapalo, poput vode, poput suhog leda, izravno mijenja iz krutog u plinovito stanje bez prolaska kroz tekuće stanje. Proizvod dobiven sušenjem zamrzavanjem naziva se liofilizator, a proces sušenjem zamrzavanjem. Tradicionalno sušenje uzrokuje skupljanje materijala i oštećuje stanice. Tijekom sušenja zamrzavanjem, struktura uzorka nije uništena jer su krute komponente poduprte ledom na svom mjestu. Dok se led sublimira, ostavlja pore u osušenom ostatku. Time se čuva cjelovitost biološke i kemijske strukture proizvoda i njegove aktivnosti. U laboratoriju, sušenje smrzavanjem ima mnogo različitih primjena i nezamjenjivo je u mnogim biokemijskim i farmaceutskim primjenama. Koristi se za dobivanje bioloških materijala koji se mogu čuvati dulje vrijeme, kao što su mikrobne kulture, enzimi, krv i lijekovi, zadržavajući ne samo svoju dugoročnu stabilnost, već i svoju inherentnu biološku aktivnost i strukturu. Iz tog razloga, liofilizacija se koristi za pripremu uzoraka tkiva za strukturna istraživanja (kao što je elektronska mikroskopija). Liofilizacija se također primjenjuje u kemijskoj analizi, osiguravajući osušene uzorke ili koncentrirajući uzorke za povećanje analitičke osjetljivosti. Liofilizacija stabilizira komponente uzorka bez promjene njihovog kemijskog sastava, što je čini idealnom analitičkom pomoći. Liofilizacija se može dogoditi prirodnim putem. U prirodnim uvjetima taj je proces spor i nepredvidiv. Kroz razvoj sustava liofilizacije, mnogi su koraci poboljšani i rafinirani, ubrzavajući ovaj proces.
