Suszenie sublimacyjne, które naukowcy mogą nazwać liofilizacją, wykorzystuje zarówno proces próżniowy, jak i proces zamrażania do usuwania wody z łatwo psującej się żywności i leków. Rezultatem jest produkt, który można przechowywać w temperaturze pokojowej przez lata bez zepsucia lub pakować w ograniczonej przestrzeni magazynowej i później odtwarzać wodą. Producenci kawy rozpuszczalnej często stosują proces liofilizacji, podobnie jak dietetycy przygotowujący posiłki dla obozowiczów, żołnierzy i astronautów. Proces ten jest również stosowany w przemyśle farmaceutycznym w celu zachowania integralności wrażliwych na powietrze lub wilgoć związków leczniczych.
Suszenie żywności za pomocą ciepła w celu konserwacji to starożytna koncepcja, ale ma pewne wady. Woda w jedzeniu ma postać płynną, ale ciepło słońca lub innego źródła powoli zamienia ją w gaz. Gdy płyn wydostaje się z pożywienia, ściany komórkowe są często uszkadzane, a podstawowy smak i konsystencja pożywienia zostaje utracona. Dodanie wody do żywności odwodnionej pod wpływem ciepła nie zawsze przywraca smak lub konsystencję. Dlatego suszenie sublimacyjne ma przewagę nad odwadnianiem termicznym w procesie konserwacji.
Suszenie sublimacyjne najpierw obejmuje schłodzenie żywności lub związku chemicznego, często znacznie poniżej temperatury zamarzania wody. W tym momencie cała woda zawarta w żywności powinna zostać zamrożona w stałe kryształy. Podstawowa struktura owoców, warzyw czy mięsa nie uległa zmianie, ale zawartość wody jest w stanie stałym. Połowa procesu została osiągnięta w tym momencie poprzez obniżenie temperatury.
W procesie suszenia wykorzystuje się komorę próżniową. Zamrożona żywność lub chemikalia są umieszczane w komorze próżniowej, a otaczające powietrze jest wypompowywane. Gdyby ten proces przeprowadzono w temperaturze pokojowej, żywność najprawdopodobniej zostałaby zniszczona, gdy ciekła woda przedostałaby się do komory próżniowej. Jednak zamrożone kryształy wody w rzeczywistości zmieniają się ze stałego lodu w gaz, całkowicie omijając stan ciekły.
Ten proces nazywa się sublimacją. Jest to ten sam efekt, który powoduje, że lity suchy lód praktycznie znika po uderzeniu młotkiem. Podczas procesu liofilizacji woda w stanie stałym przekształca się w parujący gaz w komorze próżniowej, pozostawiając wszystkie stałe materiały spożywcze odwodnione.
Po usunięciu wody przez liofilizację, wysuszoną żywność lub chemikalia często przechowuje się w zamkniętych próżniowo opakowaniach, aby zapobiec przedostawaniu się do nich powietrza i wilgoci. Opakowania te można przechowywać w temperaturze pokojowej, ponieważ bakterie i inne szkodliwe organizmy i tak nie mogą przetrwać bez powietrza. Liofilizacja pozostawia również małe pory, w których kiedyś znajdowały się zamrożone kryształy wody. To dlatego fusy z kawy rozpuszczalnej mieszają się tak szybko i dokładnie z gorącą wodą. Liofilizacja jest również popularnym procesem tworzenia deserów lodowych „epoki kosmicznej” i posiłków przyjaznych plecakowi dla turystów pieszych i wczasowiczów.