Lyofilizace, neboli sušení mrazem, je proces konzervace a dehydrování potravin, který umožňuje zachování jejich struktury, chuti, nutriční hodnoty a trvanlivosti. Tento proces zahrnuje několik kroků. Potraviny jsou nejprve rychle zmrazeny na velmi nízké teploty (obvykle kolem -40 °C nebo nižší). Zmrazení zajistí, že voda v potravinách ztuhne a vytvoří ledové krystaly. Dále se potraviny umístí do vakua, kde tlak a teplota jsou nastaveny tak, aby led sublimoval (tj. přeměnil se z pevného skupenství přímo na plynné, bez roztání na kapalinu). Zbývající voda, která se drží v potravině ve formě vlhkosti, je odstraněna pomocí mírného zahřátí. Tato fáze zajišťuje téměř úplné odstranění vody (až 99 %). Lyofilizované potraviny jsou hermeticky baleny do neprodyšných obalů, často s použitím dusíku nebo jiného inertního plynu, aby se zabránilo oxidaci. To zabraňuje vlhkosti a znehodnocení během skladování.
Lyofilizované potraviny si oproti vzduchem sušené variantě zachovávají kvalitu potraviny s nižší hmotností a s delší trvanlivosti. Tento proces je ale nákladnější.
Tento proces se používá například pro výrobu instantní kávy, mrazem sušeného ovoce, zeleniny, masa nebo dokonce celých jídel pro kosmonauty či expedice.