Bei der Gefriertrocknung, auch Lyophilisation genannt, wird ein Produkt zunächst eingefroren und dann unter Vakuum getrocknet. Die Wärmezufuhr ist notwendig, um das gefrorene Wasser im Produkt zu sublimieren, also direkt vom festen in den gasförmigen Zustand zu überführen, ohne dass es flüssig wird. Während des Sublimationsprozesses wird Wärme zugeführt, um die Energie bereitzustellen, die für die Sublimation des Eises erforderlich ist. Diese Wärme sorgt dafür, dass das Eis im Produkt in Wasserdampf umgewandelt wird, der dann durch das Vakuum entfernt wird. Obwohl Wärme zugeführt wird, bleibt das Produkt selbst während des Prozesses kalt, da die zugeführte Wärmeenergie direkt für die Sublimation des Eises verwendet wird und nicht zur Erwärmung des Produkts. Das Produkt bleibt also in der Regel bei niedrigen Temperaturen, bis der gesamte Trocknungsprozess abgeschlossen ist.