在整个冷冻干燥过程中，真空系统工作时，主要用低温泵在低温表面上吸收气体分子，从而达到抽气目的，气体并不被排到外界。目前真空领域普遍采用闭路循环氮压缩机真空泵，较常用的有GTM和SALVY低温泵。冷冻干燥的真空系统和普通的真空系统有所不同，冷冻干燥的真空系统不但要排除空气，而且还要不断地脱除升华出来的水蒸气，并有一定的抽除速度要求。
食品真空冷冻干燥设备中的真空系统有两种，一种是不带冷阱的水蒸气喷射真空系统，另一种是带有冷阱的油封式机械真空泵系统。为了避免因气载太大，泵发热和大量气体吸收后饱和而不能工作的情况发生，一般配用前级泵把大量气体抽除。
