用凍干法保存菌種、菌苗、病毒等活的微生物的基本原理是將微生物（或其宿主）及其載體中的水分先凍結成冰晶，然后在真空低溫下升華，除去其中95%甚至99.5%的水分，使其新陳代謝等生命活動基本停止，處于休眠狀態，儲存中不改變原來的性狀。

由于微生物，特別是單細胞微生物的體積小，結構簡單，生物學特性比較接近，其細胞功能和生命活動在一個細胞內可完全體現，且對環境的適應性強，凍干中某些非致死性的生理損傷，可以在短期內修復，又易于分散于懸浮液中，因此，用凍干法保存微生物被認為是現今最優良最方便的方法之一。

然而，評估這些材料凍干保存的主要指標是細菌的存活性和其特性的穩定性。如果凍干造成細胞活性極差或其基本特性被丟失的話，則這種細胞就無任何儲存的價值。至于魚、肉、果蔬等食品的凍干保存，雖然不以存活為目的，但凍干中若其細胞結構遭到破壞，復水后細胞內汁液大量流失，產品失去了復原性和原有的口感風味，這也不是我們所希望的。因此，如何提高凍干后細胞的存活率和結構的完整性，保持活細胞特性的穩定性，乃是凍干機理研究的又一重要課題。