致冷剂是冻干机中的循环工质。液态致冷剂在蒸发器中蒸发吸热后，本身变成蒸汽，被压缩机吸入并压缩进入冷凝器中，由空气、水或其他介质冷却而冷凝成液体，然后经储液器又经节流装置进入蒸发器吸热。实际上冻干机是利用了致冷剂吸收汽化热来达到致冷作用的，如果冻干机不渗漏，则致冷剂在工作中并不损失。
　　
　　一般说来，容易蒸发和冷凝的物质都可作为致冷剂，但致冷剂必须满足一定的要求：有高的临界温度和低的冷凝压力；液体的汽化热要大；蒸汽的比容要小；沸点和凝固点要低；化学稳定性要强，不与润滑油起化学反应；对人体无毒害；不易燃易爆；价格便宜等。因此能实际应用的致冷剂并不多，而且没有*理想的致冷剂。
　　
　　zui常用的致冷剂是氨和一些氟利昂。
　　
　　氨是zui早被使用的一种致冷剂，目前在大型冻干机中仍广泛应用着。氨的价格便宜，但氨对人有害，能导致中毒，当空气中氨的含量达到13.1~26.8%时遇明火有爆炸的危险。
　　
　　氟利昂是目前中小型冻干机广泛采用的一类致冷剂，大部分是甲烷和乙烷的氟、氯衍生物，少数是溴衍生物。氟利昂类致冷剂的特点是分子量较大，压缩终点温度低，凝固点低，大多数氟利昂无毒，无臭，不着火，与空气混合不会爆炸，对金属不腐蚀，大多数氟利昂能与润滑油以任何比例互相溶解；但氟利昂的价格较贵，单位重量的致冷量较小，对天然橡胶有破坏作用，能溶解多种涂漆，与火焰接触能分解出有毒的气体。当有水分存在时，在一定条件下氟利昂会发生水解形成一种酸性物质，腐蚀金属，并使油变污浊。
　　
　　氟利昂类中zui常用的是R-12，R-22，R-13，以及混合致冷剂R-500，R-502等。现在致冷剂以统一命名，以字母R开头。
　　
　　载冷剂又称传热剂，传温流体或冷媒，是致冷中借以传递热量的一种介质。在冻干机中主要用于冻干箱的间接致冷和加热，但也有用于冷凝器的致冷和化霜。
　　
　　冻干机中对载冷机的要求是：有低的凝固点，高的沸点，对金属不腐蚀，对人无毒害，不易燃易爆，低温下粘度小，价格便宜等。
　　
　　三氯乙烯是常用的一种载冷剂，它具有氯仿的气味，不易燃烧，凝固点-73℃，沸点87.3℃，20℃时的粘度为0.58厘泊；但三氯乙烯对人有害，能引起中毒，空气中的zui大允许浓度是每升0.05毫克，当有水份存在时呈酸性，对金属有腐蚀作用。
　　
　　仪表油常用冻干机的加热，但在低温下粘度大，流动性很差，往往造成板层温度很大的不均匀性，严重影响冻干产品的质量。
　　
　　一些进口冻干机使用了丁基二乙二醇和Bayo135。丁基二乙二醇的凝固点为-68℃到-78℃左右，沸点为213℃，能溶于水和酒精，能着火；Bayo135号油的工作温度范围是-60℃到+100℃。
　　
　　硅油有更大的工作温度范围，当冻干箱需用蒸汽高压消毒时需用硅油，合适牌号的硅油工作范围是-100℃~+250℃，但硅油的价格很贵。
　　
　　zui近国内研制了一种“424”冷煤，它是由40%乙二醇，20%乙醇，40%的水配成的，凝固点为-64℃，沸点为98℃。比重为１，比热为0.75，粘度在25℃时为１，闪点80℃，价格较便宜，每公斤2元左右。经试用，效果好；但“424”仍是易燃的，明火可点燃。