冷凍干燥機制冷系統中的蒸發器是輸送冷量的設備，制冷劑在其中吸收壓縮空氣的熱量，實現脫水干燥的目的。壓縮機是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。調節流入蒸發器中制冷劑液體的數量，并將系統分為高壓側和低壓側兩大部分。

冷凍干燥機按操作壓力分常壓干燥機和真空干燥機兩類，在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過程，且可降低濕分沸點和物料干燥溫度，蒸汽不易外泄，所以真空干燥機適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場合。

冷凍干燥機中壓力較高的壓縮空氣(O.7MPa左右)走的是蒸發器殼程，壓力較低的冷媒蒸汽(O.4MPa左右)走的是蒸發器管程，殼程壓力比管程壓力高。蒸發器是冷干機主要的換熱部件。壓縮空氣在蒸發器中被強制冷卻，其中大部分水蒸氣冷卻而凝結成液態水排出機外，從而使壓縮空氣得到干燥。在蒸發器中進行的是空氣和冷媒低壓蒸汽之間的對流熱質交換，通過節流裝置后的低壓冷媒液體，在蒸發器進而發生變發成為低壓冷媒蒸汽，在蒸發過程中吸收周圍熱量，從而使壓縮空氣降溫。冷凍干燥機運行中如果發生蒸發器銅管破裂，壓縮空氣就會從破裂處侵入銅管，并隨同冷媒蒸汽吸入壓縮機，空氣是一種不凝性氣體，它存在于冷媒系統會使系統冷凝壓力在很短時間內快速上升，導致跳閘故障，嚴重時會使壓縮機損壞。

當凍干機停止工作時，管內冷媒壓力升高到與環境溫度相對應的值，而蒸發器殼體中因無壓縮空氣通過，僅保持為大氣壓力。此時高壓冷媒會很快從銅管破裂處泄漏。計算蒸發器熱負荷是設計冷干機制冷系統的依據，是熱工計算的重要一環。