Pas fillimit, materiali vendoset në rezervuarin e materialit për ngrirje. Procesi i ngrirjes përfshin dy aspekte: së pari, një sistem vakum heq një pjesë të lagështirës duke tërhequr një vakum; së dyti, ndërsa materiali ngrin, disa molekula uji detyrohen të dalin në sipërfaqe dhe ngrijnë. Pasi të plotësohet kërkesa e ngrirjes, një sistem ngrohje nxehet dhe thahet materiali, duke tërhequr një vakum për të hequr çdo lagështi të mbetur, e cila më pas çohet në kurthin e ngrirjes për të ngrirë, duke arritur kështu kërkesën e ngrirjes-tharjes.
Tharja me ngrirje{0}}i referohet procesit të heqjes së ujit ose tretësve të tjerë nga produktet biologjike të ngrira nëpërmjet sublimimit. Sublimimi i referohet procesit ku një tretës, si uji, si akulli i thatë, ndryshon drejtpërdrejt nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të gaztë pa kaluar nëpër një gjendje të lëngshme. Produkti i përftuar nëpërmjet tharjes në ngrirje quhet liofilizues dhe procesi quhet tharje me ngrirje-. Tharja tradicionale shkakton tkurrje të materialit dhe dëmton qelizat. Gjatë tharjes me ngrirje-, struktura e kampionit nuk shkatërrohet sepse përbërësit e ngurtë mbështeten nga akulli në vendin e tyre. Ndërsa akulli sublimohet, ai lë pore në mbetjet e thara. Kjo ruan integritetin e strukturës biologjike dhe kimike të produktit dhe aktivitetin e tij. Në laborator, tharja me ngrirje{11}}ka shumë aplikime të ndryshme dhe është e domosdoshme në shumë aplikacione biokimike dhe farmaceutike. Përdoret për të marrë materiale biologjike që mund të ruhen për periudha të gjata, si p.sh. kultura mikrobike, enzima, gjak dhe produkte farmaceutike, duke ruajtur jo vetëm stabilitetin e tyre afatgjatë, por edhe aktivitetin dhe strukturën e tyre të qenësishme biologjike. Për këtë arsye, liofilizimi përdoret për përgatitjen e mostrave të indeve për studime strukturore (si mikroskopi elektronik). Liofilizimi aplikohet edhe në analizat kimike, duke siguruar mostra të thara ose duke përqendruar mostrat për të rritur ndjeshmërinë analitike. Liofilizimi stabilizon përbërësit e mostrës pa ndryshuar përbërjen e tyre kimike, duke e bërë atë një ndihmë ideale analitike. Liofilizimi mund të ndodhë natyrshëm. Në kushte natyrore, ky proces është i ngadalshëm dhe i paparashikueshëm. Nëpërmjet zhvillimit të sistemeve të liofilizimit, shumë hapa janë përmirësuar dhe rafinuar, duke e përshpejtuar këtë proces.
