快速冷卻導致小的冰晶，用于保存用于顯微鏡檢查的結構，但是導致產品更難以冷凍干燥。在干燥過程中，較慢的冷卻導致較大的冰晶和較少限制的基質通道。
  
  產品凍結有兩種方式，具體取決于產品的制作方式。大多數冷凍干燥產品主要由水，溶劑和溶解或懸浮在水中的物質溶質組成，大多數要冷凍干燥的樣品是共晶體，它們是在低于周圍水的溫度下冷凍的物質的混合物，當水性懸浮液冷卻時，產物基質的溶質濃度發生變化。
  
  隨著冷卻的進行，當水變為冰時，水從絕緣體中分離出來，形成更濃縮的溶質區域。這些濃縮物質的口袋具有比水低的冷凍溫度。盡管由于存在冰，所以產品可能看起來是冷凍的，但實際上它并未完全冷凍，直到懸浮液中的所有溶質都被冷凍。各種濃度的溶質與溶劑的混合物構成懸浮液的共晶。只有當所有的低共熔混合物被冷凍時，才能將懸浮液適當冷凍。這被稱為共晶溫度。