箱內預凍法是直接把產品放置在凍干機凍干箱內的多層擱板上，由凍干機的冷凍機來進行冷凍。大量的小瓶和安瓿進行凍干時為了進箱和出箱方便，一般把小瓶或安瓿分裝在若干金屬盤內，再裝進箱子。為了改進熱傳遞，有些金屬盤制成可分離式，進箱時把底抽走，讓小瓶直接與凍干箱的金屬板接觸；對于不可抽低的盤子要求盤底平整，以獲得產品的均一性。采用旋凍法的大血漿瓶要事先凍好后加上導熱用的金屬架或塊后再進行冷凍。
箱外預凍有二種方法。有些小型凍干機沒有進行預凍產品的裝置。只能利用低溫冰箱或酒精加干冰來進行預凍。另一種是專用的旋凍器，它可把大瓶的產品邊旋轉邊冷凍成殼狀結構。然后再進入凍干箱內。
還有一種特殊的離心式預凍法，離心式凍干機就采用此法。利用在真空下液體迅速蒸發，吸收本身的熱量而凍結。旋轉的離心力防止產品中的氣體溢出，使產品能“平靜地”凍結成一定的形狀。
轉速一般為800轉/分左右。
冷凍會對細胞和生命體產生一定的破壞作用，其機理是非常復雜的。尚無統一的理論，
但一般認為主要是由機械效應和溶質效應引起。
生物物質的冷凍過程首先是從純水結冰開始，冰晶的生長逐步造成電解質的濃縮。隨后是低共熔混合物凝固。最后全部變為固體。
機械效應是細胞內外冰晶生長而產生的機械力量引起的。特別是對于有細胞膜的生命體影像較大。一般冰晶越大，細胞膜越易破裂，從而造成細胞死亡；冰晶小，對細胞膜的機械損傷也較小。
緩慢冷凍產生的冰晶較大，快速冷凍產生的冰晶較小；就此而言。快速冷凍對細胞的影響較小。緩慢冷凍容易引起細胞的死亡。
溶質效應是由于水的凍結使間隙液體逐漸濃縮，從而使電解質的濃度增加，蛋白質對電解質是較敏感的。電解質濃度的增加引起蛋白質的變性，而使細胞死亡；另外電解質濃度的增加會使細胞脫水而死亡。間隙液體濃度越高。上述原因引起的破壞也越厲害。溶質效應在某一溫度范圍最為明顯。這個溫度范圍在水的冰點和該液體的全部固化溫度之間。若能以較高的速度越過這一溫度范圍，溶質效應所產生的效果就能大大減弱。
另外冷凍時所形成的晶體大小在很大程度上也影響干燥的速率和干燥后產品的溶解速度。大的冰晶容易升華，小的冰晶不利于升華；但大的冰晶溶解慢，小的冰晶溶解快。冰晶越小、干燥后越能反映產品的原來結構。
綜上所述，需要有一個最優的冷卻速率。以得到最高的細胞存活率，最好的產品物理性狀和溶解速度。當然提高存活率與在產品中加入抗低溫劑（保護劑之一）還有很大的關系。例如甘油、二甲亞砜、糖類等。這些抗低溫物質能幫助產品擴大最優冷卻速率的范圍，以便使更多的細胞存活下來。