傳統的干燥會破壞細胞，引起材料皺縮，在冰凍干燥的過程中樣品的結構不會被破壞，因為固體成份被在其位子上的堅冰支持著。在冰升華時，他會留下孔隙在干燥的剩余物質里。這樣就保留了產品的生物和化學結構及其活性的完整性。
在實驗室中，凍干有很多不同的用途，他在許多生物化學與制藥應用中是不可缺少的，它被用來獲得可長時期保存的生物材料，例如微生物培養、血液、酶、藥品，除長期保存的穩定性以外，還保留了其固有的生物活性與結構。為此，凍干被用于準備用做結構研究（例如電鏡研究）的組織樣品，冷凍干燥也應用于化學分析中，它能得到干燥態的樣品，或者濃縮樣品以增加化析敏感度。凍干使樣品成分穩定，也不需改變化學成分，是理想的分析輔助手段。
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