实验室喷雾干燥机由雾滴中蒸发液体（通常是水）即雾滴的干燥，热量和质量的传递过程是同时发生的，雾滴和干燥介质（空气等）接触时，热量是以对流方式由空气传递给液滴，水分蒸发时，空气的显热转化为潜热，被蒸发的水分，通过围绕每个液滴的边界层输送到空气中。

传热和传质速率是温度，湿度，围绕每个液滴的空气传递特性、液滴直径和液滴与空气之间的相对速度的函数。雾滴干燥过程可分为两个阶段，即恒速干燥阶段，和降速干燥阶段，液滴和一定温度的空气接触所需的实际蒸发时间，取决于液滴形状、化学组成、物理结构和固体浓度。实际蒸发时间是恒速干燥时间和达到所需湿含量的降速干燥时间之和。