壓縮空氣中水蒸氣的量是由壓縮空氣的含水量決定的。在保持壓縮空氣壓力基本不變的情況下，當溫度下降時，空氣的含水能力亦下降，原為氣態的水份將變為液態。冷凍式干燥機就是根據這一除濕原理，利用制冷裝置使壓縮空氣冷卻到-定的露點溫度,使其中的氣態水份凝聚為液態。再通過分離器使氣液分離與自動排水器將水排出，從而使壓縮空氣得到干燥。