冷冻式干燥机（冷干机）是目前适用较广的压缩空气除水设备。冷干机利用制冷技术，使进入干燥机湿量饱和的压缩空气温度骤然降低，迫使其中大部分水蒸气（及部分油蒸汽）冷凝成液态水（油），并与空气分离后再将压缩空气回温至较高温度以降低其相对湿度后再输送至下游用气设备。

在压缩空气冷冻式干燥机里，由于在蒸发器里，压缩空气始终是饱和的，在流通过程中便会不断析出凝结水，其露点也随之下降---极限是水的冰点。正是由于受到冰点的限制，冷冻干燥机制冷系统的蒸发温度不能像冰箱那样设置得太低，这就限制了压缩空气露点的进一步下降，因此经冷冻式干燥机处理的压缩空气干燥度（含水量）是有限的。通常情况下，无论压缩空气具有多大的压力，其工作压力下的露点（简称"压力露点"）都在零度以上，普遍2-10℃作为其净化效率的标志。