真空冷凍干燥機的制冷系統是重要的組成部分，理論上制冷系統由制冷壓縮機、冷凝器、蒸發器和熱力膨脹閥所構成，主要是為干燥箱內制品前期預凍供給冷量;以及為后期冷阱盤管捕集升華水汽供給冷量。
真空冷凍干燥機設計時考慮對制冷的要求特殊性，其制冷系統主要由壓縮機、制冷劑、油分離器、水冷凝器、干燥過濾器、中間冷卻器、視液鏡、電磁閥、手閥、膨脹閥、蒸發器、汽液分離器、氣過濾器、壓力表、壓力控制繼電器、能量調節器、安全閥、制冷管道等組成。
真空冷凍干燥機是將制冷系統、真空系統、導熱油加熱系統、排濕系統組合為一體的新型設備，可以較大地利用箱體內存放物料空間進行干燥的冷凍真空干燥，可使干燥后粉體擁有良好的分散性。真空冷凍干燥機的操作簡單，一般開機后將物料投入物料箱內即可進行冷凍。物料的冷凍過程，一方面是真空系統進行抽真空把一部分水份帶走；另一方面是物料受凍時把某些分子中所含水份排到物料的表面凍結，達到冷凍要求后，由加熱系統對物料加熱干燥，通過抽真空把物料中所含的水份帶到冷凍捕集箱結凍，達到物料冷凍干燥要求。
由于真空冷凍干燥機的蒸發器和冷凝器在長時間工作下會產生大量的灰塵，從而使它的冷氣與熱量的散發受到一定的影響，使其程序在制冷或制熱效果上出現減弱現象，以及加大電能和時間的消耗。當啟動時，它內部的細菌也會被吹到室內，對人體造成一定的傷害，特別在夏季這種容易滋生細菌的時候，如果不及時清理真空冷凍干燥機，那么就會吸附大量灰塵、以及螨蟲、花粉、虱子和霉菌，從而在使用時吹到室內，對人體造成傷害。
