冷凍干燥機使用的制冷壓縮機目前大多采用中高溫型全密封往復式壓縮機，冷凍干燥機其特點是：結構緊湊、體積小、重量輕、振動小、噪聲低，能效比高。由于全密封壓縮機的電動機與壓縮機主體密封在一鋼制殼體內，電動機處在冷媒氣態(tài)環(huán)境中運行，冷凍干燥機冷卻條件較好，壽命較長。冷凍干燥機殼體下部存有規(guī)定數(shù)量的潤滑油，在壓縮機工作時，對各部自動供油，平時不需再添加潤滑油。
　　熱交換在冷凍干燥機里的主要作用是利用被蒸發(fā)器冷卻后的壓縮空氣所攜帶的冷量(對絕大多數(shù)用戶來講這部分冷量屬廢冷)并用這部分冷量來冷卻攜帶大量水蒸氣的較高溫度的壓縮空氣，從而減輕了冷凍干燥機制冷系統(tǒng)的熱負荷，達到節(jié)約能源的目的。另一方面，低溫壓縮空氣在熱交換器里溫度得到回升，使排氣管道外壁不致因溫度過低而出現(xiàn)結露現(xiàn)象。
　　在冷凍干燥機中冷凝器的作用是將冷媒壓縮機排出的高壓、過熱冷媒蒸氣冷卻成為液態(tài)制冷劑，使制冷過程得以連續(xù)不斷進行。由于冷凝器排出的熱量包括冷媒從蒸發(fā)器吸取的熱量以及由壓縮功轉換過來的熱量。所以冷凝器的負荷比蒸發(fā)器來得大，冷凍干燥機中冷凝器分空氣冷卻式(風冷型冷凝器)和水冷卻式(水冷型冷凝器)兩種。
　　旋風分離器也是一種慣性分離器，較多地用于氣固分離。壓縮空氣沿筒壁切線方向進入分離器后，在里面產(chǎn)生旋轉，混在氣體中的水滴也跟著一起旋轉并產(chǎn)生離心力，質量大的水滴所產(chǎn)生的離心力大，在離心力作用下大水滴向外壁移動，碰到外壁(也是擋板)后再集聚長大并與氣體分離。
　　壓縮空氣在蒸發(fā)器中冷卻時，有大量凝結水析出。為了防止這種情況的出現(xiàn)，必須對冷媒蒸發(fā)溫度加以控制。其簡單有效的措施就是在冷凝器和蒸發(fā)器之間加設一只熱氣旁路閥，熱氣旁路閥的測壓管與蒸發(fā)壓力直接連接。當蒸發(fā)壓力低于一定程度時，熱氣旁路閥自動開啟，冷凝器中的高溫冷媒蒸氣直接進入蒸發(fā)器，提升蒸發(fā)溫度，避免冰堵現(xiàn)象。
　　膨脹閥(毛細管)是制冷系統(tǒng)的節(jié)流機構。在冷凍干燥機中，蒸發(fā)器制冷劑的供給及其調節(jié)者是通過節(jié)流機構來實現(xiàn)的。節(jié)流機構使制冷從高溫高壓液體進入蒸發(fā)器。毛細管由于結構簡單，工作穩(wěn)定，在小型冷凍干燥機獲得普遍應用。
　　在冷凍式干燥機中，凝結的冷凝水應及時排放出設備外，避免因冷凝水排放不及時造成空氣含水量上升，為了方便冷凝水的排放，在冷凍干燥機上裝備了自動排水閥當排水閥貯水杯內水位未達到一定高度時，壓縮空氣的壓力將浮球壓下關閉排水孔，就不會造成氣流泄漏。
　　運行中的制冷裝置，由于制冷劑和冷凍油存在水分、固體粉未、污垢等雜質，情況嚴重時會使節(jié)流結構的節(jié)流孔產(chǎn)生臟堵。因此在冷凍干燥機冷媒供液管前必須裝設干燥過濾器。另外，制冷劑中微量水分對制冷系統(tǒng)的危害最大。對冷媒，冷凍油及蒸發(fā)器、冷凝器和配管的干燥處理是極為重要的。