冷冻式干燥器的工作原理是, 使湿空气冷却到其露点温度以下, 使空气中水蒸气凝结成水滴并清除出去, 然后再将压缩空气加热至环境温度输送出去。进入干燥器的压缩空气首先进入热交换器冷却, 经初步冷却的压缩空气中析出的水分和油分经分离器排出。 然后, 空气再进入蒸发器, 这使空气进一步冷却到 2 ~ 5℃ , 使空气中含有的气态水分、 油分等由于温度的降低而大量进一步地析出,经分离器排出。 冷却后的空气再进入热交换器加热输出。

在压缩空气冷却过程中, 冷凝器的作用是将输入的气态制冷剂冷却, 使其变为液态, 然后将制冷剂过滤、 干燥后送入毛细管或自动膨胀阀中, 使制冷剂变为低压、 低温的液态输出到蒸发器中。 制冷剂进入蒸发器冷却空气的同时, 吸收了压缩 空气的热量后转变为气态, 然后经压缩机压缩后再进入蒸发器, 重复上面的热交换过程。冷冻式干燥器具有结构紧凑, 使用维护方便, 运行费用较低等优点, 适用于空气处理量较大, 露点温度不是太低的场合。