食品真空冷冻干燥机主要由制冷系统、真空系统、加热干燥系统、控制系统等组成。
(1)制冷系统食品占的预冻结可以在一干燥箱外完成，也可在干燥箱内完成。对于在干燥箱内完成预冻结的真空冷冻设备，其制冷系统既要负担食品预冻结的冷负荷，又要负担捕捉水蒸气的冷阱的负荷。冷阱即制冷系统中的蒸发器。
在真空冷冻干燥中，冷阱应保持足够低的温度，以保证升华出来的水蒸气有足够的扩散动力，同时，防止水蒸气进入真空泵。冷阱表面应有适当的温度(一般为-40~-50℃)和足够的捕水面积。
(2)真空系统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压缩机真空泵。常用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，泵易发热和大量气体吸收后饱和而不能工作，所以配用前级泵把大量气体抽除，才能安全和可靠工作。
(3)加热干燥系统加热系统是为干燥提供热量，提高干燥的速度。加热方式有直接加热和间接加热两种。直接加热一般采用包绝缘矿物材料和金属保护套的电热丝;间接加热是利用各种热源，在干燥箱外部将载热介质首先加热，然后再用泵输送到干燥箱内的搁板中。加热热源可以用电、气、煤等;载热介质有水、矿物油、水蒸气、乙二醇的水溶液等。
除上述两种加热方式外，也有用辐射加热板利用红外辐射加热，以及用高频微波加热的。
