物料溶液在真空冷冻干燥机冷冻阶段，溶质与溶剂会发生相分离，多数药用、蛋白类物料以水作为溶剂，下文以水溶液为例讲解冻结过程，介绍蛋白物料冻干时两类不同的溶质冻结特性。
1、溶质可结晶体系
随着物料温度持续降低，稀溶液不断浓缩直至饱和；温度进一步下降后溶质溶解度降低，溶质析出结晶，最终形成冰晶与溶质晶体共存的共晶混合体系，该对应温度即为物料共晶温度。冰晶、溶质晶体的尺寸大小受冷冻速率影响，结晶过程会释放热量，冻干温度曲线中可观察到过冷段与恒温平台区间。
2、溶质不可结晶体系
物料降温过程中溶液持续浓缩，温度降至对应冻结温度后，整体以玻璃态完成冻结；冰晶缝隙之间会形成微观玻璃态基质结构，无明显溶质晶体析出。
