方形真空干燥机通过真空与加热的协同作用有效提高了干燥速率。设备在启动后，真空泵将工作室内的气体不断排出，使其内部压力维持在较低水平。在真空环境下，物料表面水分的饱和蒸汽压显著下降，这使得水分在较低温度下即可达到沸腾状态并迅速蒸发。此过程降低了干燥所需的温度门槛，避免物料因高温受损。
加热系统则通过夹套或加热板对物料进行传导加热。由于真空条件下物料内外水分的沸点降低，热量能够更集中于水分的相变过程，而非单纯升高物料温度，从而提高了热能的利用效率。蒸发产生的水蒸气被真空泵及时抽离，维持了工作室的低蒸汽分压，确保了物料内部与表面之间持续存在较大的湿度梯度（传质推动力），驱动内部水分不断向表面迁移、蒸发。若物料含有需回收的有机溶剂，可连接冷凝器将蒸发的溶剂冷凝并收集；如仅为水分，则无需此配置，简化了系统。静态操作方式使得物料在干燥过程中保持静止，尤其适合热敏性或需保持特定形态的物料。