一個完整的凍干機由制冷系統、真空系統、加熱系統、壓塞系統、控制系統、凍干箱，冷阱，真空系統，硅油循環系統，在位清洗系統，在位滅菌系統組成。

凍干箱是一個能夠制冷到-55℃或者更低-70℃左右，能夠加熱到+70℃左右的高低溫箱，也是一個可以抽真空的密閉容器，真空泄漏率要低，越低越好，對產品的控制越好。凍干箱是凍干機的主要組成部分，是一個對板面平整度和光滑度要求*的組件，平整的板面溫度均勻，易清潔。他能夠加熱，能夠降溫，可以在位預凍、升華和解析。如果是盤裝物料直接放在凍干箱的平板上，也可以做成無底抽屜托盤，如果是西林瓶裝物料放在托盤內再放平板上。冷卻是為了預凍，升溫加熱時為了升華和解析。因此凍干箱通常來說是一個可以升降溫的高低溫部件。而對于實驗室的簡易教學機，是沒有預凍功能的和加熱功能的，溫度控制就是輻射和對流。

冷阱也叫冷凝器，同樣是一個真空密閉容器，冷阱要求有較大表面積的吸附面，吸附面的溫度能降到-55℃～-85℃以下，并且能維持這個低溫范圍。冷凝器的功用是把凍干箱內產品升華出來的水蒸氣凍結吸附在其金屬表面上，從而使得升華和解析順利進行。

凍干箱、冷阱、真空管道、中隔閥、真空泵等構成凍干機的真空系統。真空系統要求沒有漏氣現象，真空泵是真空系統建立真空的重要部件，主要是負責抽除不可凝性的氣體，蒸汽等可凝性氣體是冷阱負責吸附的，冷阱是過程中大的真空泵，但是真空的建立和維持離不開真空泵。真空系統對于產品的迅速升華干燥和解析干燥是*的，是需要和溫度配合調節進行控制升華和解析的。

制冷系統由制冷機與凍干箱、冷凝器內部的管道等組成。制冷機可以是互相獨立的二套或以上，也可以合用一套。制冷機的功用是對凍干箱和冷凝器進行制冷，以產生和維持它們工作時所需要的低溫，它有直接制冷和間接制冷二種方式。

加熱系統對于不同的凍干機有不同的加熱方式。有的是利用直接電加熱法；有的則利用中間介質（通常是硅油）進行加熱，由一臺泵(或加一臺備用泵)使中間介質不斷循環從而加熱板層進行換熱的，循環加熱系統比電加熱系統溫度更加均勻，溫度控制更精準。加熱系統的作用是對凍干箱內板層進行制熱，從而使得傳導熱傳給物料的升華界面，提高升華溫度，提高升華效率。

在位清洗（CIP）系統由清洗泵和安裝在凍干箱和冷阱內的一系列管道和噴嘴組成， 作用是完成對凍干箱，板層和冷阱的自動清洗。并且配有水環真空泵，用作清洗后的干燥之

用，為了防止清洗水漏入無菌室內，凍干箱的箱門應有鎖緊裝置，一般生產性設備必須配CIP，實驗室用和科研用可以不配。

在位滅菌（SIP）系統用于凍干箱、冷阱和放氣過濾器的滅菌之用，在位滅菌系統的凍干箱和冷阱必須是壓力容器，必須按壓力容器的設計要求和制造要求進行設計和制造，材料和設備必須能耐受滅菌時的壓力和溫度的要求；凍干箱必須有箱門鎖緊裝置。為了滅菌之后的干燥也需要配備水環泵，較大型號的凍干機還要有冷卻水夾套，用于滅菌之后的冷卻之用。在位滅菌系統對于生物制劑生產型機器必須配備，其他機器一般可以選配。

控制系統由各種控制開關，指示調節儀表及一些自動裝置等組成，它可以較為簡單，也可以很復雜。一般自動化程度較高的凍干機則控制系統較為復雜，控制的參數多，采集的數據全。控制系統分為手動或自動控制，操縱機器正常運轉，以使凍干機生產出合乎要求的產品來，手動控制是為了摸索工藝參數，自動控制系統適用于工藝成熟的產品的自動化運行。