用冻干法保存菌种、菌苗、病毒等活的微生物的基本原理是将微生物（或其宿主）及其载体中的水分先冻结成冰晶，然后在真空低温下升华，除去其中95%甚至99.5%的水分，使其新陈代谢等生命活动基本停止，处于休眠状态，储存中不改变原来的性状。
由于微生物，特别是单细胞微生物的体积小，结构简单，生物学特性比较接近，其细胞功能和生命活动在一个细胞内可完全体现，且对环境的适应性强，冻干中某些非致死性的生理损伤，可以在短期内修复，又易于分散于悬浮液中，因此，用冻干法保存微生物被认为是现今最优良最方便的方法之一。
然而，评估这些材料冻干保存的主要指标是细菌的存活性和其特性的稳定性。如果冻干造成细胞活性极差或其基本特性被丢失的话，则这种细胞就无任何储存的价值。至于鱼、肉、果蔬等食品的冻干保存，虽然不以存活为目的，但冻干中若其细胞结构遭到破坏，复水后细胞内汁液大量流失，产品失去了复原性和原有的口感风味，这也不是我们所希望的。因此，如何提高冻干后细胞的存活率和结构的完整性，保持活细胞特性的稳定性，乃是冻干机理研究的又一重要课题。
