העיקרון הבסיסי של ייבוש בהקפאה מבוסס על החלפת מים בשלושה מצבים. למים יש מצבים מוצקים, נוזליים וגזים, ושלושת המצבים יכולים להיות מומרים זה לזה וגם להתקיים במקביל. כאשר המים נמצאים בנקודה המשולשת (הטמפרטורה היא 0.01 מעלות, לחץ אדי המים הוא 610.5Pa), מים, קרח ואדי מים יכולים להתקיים יחד ולאזן זה את זה. במצב ואקום גבוה, עיקרון הסובלימציה משמש כדי לגרום למים בחומר הקפוא להיות מורחקים ישירות לאדי מים במצב קרח מבלי להמיס את הקרח, כדי להשיג את מטרת הייבוש בהקפאה. מוצרים מיובשים בהקפאה הם דמויי ספוג, אינם מתכווצים, החזרה מעולה, מעט מאוד לחות, וניתן לאחסן ולהוביל אותם בטמפרטורת החדר לאורך זמן לאחר האריזה המתאימה. מכיוון שלייבוש בהקפאה בוואקום יש יתרונות שאין שני להם משיטות ייבוש אחרות, טכנולוגיה זו הפכה לעדיפה יותר ויותר מאז היווסדה, ויישומיה ברפואה, במוצרים ביולוגיים ובמזון הפכו יותר ויותר נרחבים. סרום, זנים, רפואה סינית ומערבית מסורתית ומוצרים ביולוגיים אחרים הם בעיקר חומרים ביו-אקטיביים, וטכנולוגיית ייבוש ההקפאה בוואקום נותנת גם פתרון טוב לשימור הפעילות הביולוגית.