一般为两级压缩制冷循环或复叠式制冷循环。加热系统5采用间接加热形式，面包机械可利用中间介质既作冷媒又作热媒。
控制系统，根据要求可分为手动操作、仪表显示，半自动控制，全自动控制等。按物料的不同冻干工艺，设定温度和时间来控制整个工艺过程。现代冷冻干燥机的干燥箱内还配有清洗消毒装置，自动加塞装置等。清洗消毒装置是为了保证箱内的清洁和消毒灭菌，在箱内装有清洁液喷淋喷嘴，通过泵升压，使清洁液喷向箱内各部分进行消毒。消毒有蒸汽消毒和化学药品消毒两种，蒸汽消毒是在箱内通以121℃以上的高温蒸汽，并维持一定时间(例如12l℃时为30 min)进行杀菌，采用此方式要求干燥箱和水汽凝结器的强度高，视镜、箱门等均能承受内压。自动加塞的目的，是避免物料干燥后在箱外封装时，被空气中的水分、细菌污染。所谓自动加塞，面包机械是在物料装箱前，用半加塞机将一种带凹槽的特殊瓶塞放在每个瓶子的瓶口上，升华时水汽从凹槽中逸出瓶外，干燥完毕后，则用液压或其他动力推动搁板或加塞板，将瓶塞压入瓶口，物料出箱后再进行压铝帽或封腊等。