為了保證凍干效果，保持藥物的活性以及細胞的存活，凍干機在凍干前必須加入一定的保護劑和添加劑。物料和保護劑、添加劑一起，冷凍真空干燥機組成了多組分的系統，我們稱之為“物料系統”。

    冷凍真空干燥機保護劑和添加劑與物料之間是有相互作用的，因此對于不同的物料，應當采用不同種類和不同濃度的保護劑和添加劑。近幾年來，生物藥物領域的每一重大進步，幾乎都與采用類似雞尾酒的原料體系有關。關于保護和添加物的討論。

    冷凝溫度、相變熱、玻璃化轉變溫度、玻璃化轉變前后的熱容量等物料系統的物理性質都會對冷凍干燥過程產生很大的影響。在干燥過程中，如果材料的升華速度較高，則需要更多的間隙，而不會坍塌。這些也都是和物料系統的物性有關的。近年來又發現當物料系統經歷過不同的“溫度歷史”(熱歷史)，如在不同溫度下“退火”不同時間，會給物性帶來明顯的變化。對于物料系統物性的測量，差示掃描量熱技術是一種有效的、被廣泛認可的技術。

    對于物料系統的冷卻固化過程，要解決兩個問題，一個是冷卻溫度的確定;另一個是選擇合適的降溫程序。冷凍真空干燥機冷硫化工藝的終溫應為全固化溫度，其溫度應低于物料體系的共晶點溫度，或玻璃化轉變溫度。冷卻固化后的物料系統，實際上是既具有晶態，又具有玻璃態的的混合系統。在測定終冷卻溫度時，先要測定物料體系的共晶點溫度和玻璃化轉變溫度。