微波是指频率在300兆赫兹到300千兆赫兹的电磁波。介质物料由极性分子（水分子）和非极性分子组成，在电磁场作用下，这些极性分子从原来的随机分布状态转向按照电场的极性排列取向。在高频电磁场的作用下，这些取向按交变电磁场的变化而变化，这一过程致使分子的运动和相互磨擦效应（在2054兆赫兹电磁场作用下，水分子每秒钟可作24亿五千万次的位移），从而产生热量。此时交变电磁场的场能转化为介质内的热动能，使介质温度不断升高。

    微波加热是使被加热物体本身成为发热体，称之为整体加热方式，不需要热传导的过程，因此能在最高温度，同时仍能保持冰冻状态，与此同时收集器温度和系统真空度保持在所能达到的最低值。干燥时间的变化依赖于被冷冻干燥的材料的低共熔温度。对于绝大多数的生物材料，这个温度低于0℃，有的甚至要低至-40℃。高的气压差和温差将产生有效的干燥。 在初级冻干完成后，所有的冰即被升华。但是结合水仍旧存在于产品中，在次级干燥时，最后相的干燥，牢固键合于固体样品的水，被称为吸收水转变成蒸气。这一过程被称为解吸作用。解吸是一个缓慢的过程，因为吸收水比液体水在同一温度下气压更低。冷冻干燥在样品和收集器的蒸气压力相等时彻底完成。如果样品在未完全干燥时过早的脱离系统，它也许会很快的降解和失去结构及生物性能。