La lyophilisation sert à augmenter la durée de conservation des produits, comme des vaccins et d'autres produits injectables. En retirant l'eau de la matière avant de fermer le flacon, le produit peut être facilement stocké et transporté. Plus tard, le produit est reconstitué dans sa forme originale pour l'injection.
D'autres champs d'applications sont l'industrie alimentaire (p. ex. café instantané) ou l'industrie technologique (p. ex. synthèses chimiques pour les faire plus stables).