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Es un proceso utilizado para la eliminación del agua mediante desecación al vacío y a muy bajas temperaturas, es utilizado principalmente en la industria alimentaria y farmacéutica. Aunque también se puede utilizar para fabricar materiales como el aerogel.

La liofilización es un proceso en el que congela el alimento y una vez congelado se introduce en una cámara de vacío para que se evapore el agua por sublimación. Mediante diversos ciclos de congelación-evaporación se consigue eliminar la práctica totalidad del agua.
Es una técnica bastante costosa y lenta comparada con los métodos tradicionales de secado, pero origina productos de una mayor calidad ya que, al no emplear calor, evita en gran medida las pérdidas nutricionales y organolépticas. Un ejemplo de producto liofilizado es en el café instantáneo o las sopas instantáneas.

Como proceso industrial se desarrolló en los años 50 del siglo XX, pero se trata de una operación ya empleada por los incas. El procedimiento ancestral consistía en dejar por la noche que los alimentos se congelasen por la acción del frío de los Andes y gracias a los primeros rayos de sol de la mañana y la baja presión atmosférica de las elevadas tierras andinas se producía la sublimación del agua que se había congelado, este proceso es conocido como liofilización natural.

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