In dem sogenannten Gefriertrocknungsgerät werden die Materialien bei einer Temperatur von -50 bis -600 °C eingefroren. Es entsteht eine Vakuumumgebung, die sowohl für die Sublimation als auch für das Trocknen sorgt.

Gefrorene Produkte können in diesem Gerät in einem anderen Kühlschrank aufbewahrt werden. Der austretende Wasserdampf wird durch Kondensation in den Kondensatoren zu Eis umgewandelt, anstatt von der Vakuumpumpe abgeführt zu werden.

Dieses wird vor dem nächsten Zyklus aufgetaut. Das Zyklusgefrieren besteht aus einer Primärtrocknungs- und einer Sekundärtrocknungsphase.

Bei der Sekundärtrocknung werden mit Hilfe von Vakuum die letzten am Material haftenden Wassermoleküle entfernt. Die Zeit variiert von Produkt zu Produkt. Bei langsamer Gefriergeschwindigkeit bilden sich große Eiskristalle, bei schneller Gefriergeschwindigkeit kleine Eiskristalle. Dies beeinflusst die Trocknungsgeschwindigkeit und -geschwindigkeit.