冷凍式空氣干燥機采用氟里昂制冷的形式，將空氣里面的水分冷凝然后進行分離出來，這樣的話就能夠達到干燥（除水）的效果。在冷凍式空氣干燥機的吸附劑工作之后，需要對吸附劑進行再生。再生的形式分為兩種：無熱（自熱）再生和加（有）熱再生。加熱再生分為外部加熱再生，內部熱再生，廢熱再生，微熱再生等多種形式。
冷凍式干燥機的工作原理是：首先壓縮空氣進行初步的冷卻是通過預冷器的進氣口進入的，然后冷卻是由由冷凝分離器實現的，這樣可以將空氣與冷凝水分離。之后自動排水裝置是冷凝水來實現排出，壓縮空氣是冷卻系統的蒸發器。待其進一步冷卻后，冷卻的壓縮空氣再次通過冷凝水分離器，冷凝水通過自動排水裝置從機器中排出。最后干燥和冷卻后，壓縮空氣返回熱交換器進行溫度恢復，并通過出氣口離開冷凍式干燥機。
冷媒在制冷壓縮機中被壓縮而成為高溫高壓狀態，高溫高壓狀態的液態制冷劑被冷卻器冷卻。中高壓制冷劑通過過濾干燥器過濾雜質，冷媒通過毛細管作用變成低溫低壓氣液混合物。最后，它進入蒸發器并使用熱的壓縮空氣完成制冷操作，然后進入制冷壓縮機進行循環操作。
