凍干機中的冷阱是一個用于捕獲凍干過程中從樣品中升華出的水（或其他溶劑）的部件。除此之外，冷阱還起到阻擋水氣進入真空泵，保護真空泵不被破壞的作用。通常冷阱分為兩種類型：光面冷阱和盤管式冷阱。兩種冷阱設計結構的不同給凍干操作帶來了不同的優劣。
 
光面冷阱（間接捕冰）
光面冷阱是目前可以獲得的造價最低的冷阱類型。通常制冷盤管纏繞在冷阱圓筒的外部，冷阱圓筒內壁被冷卻并作為冷凝表面。這種結構宣稱的好處是冷凝的過程中，水（或其它溶解試劑）可形成空心圓柱體，在凍干結束后可整個移出冷阱。而在實際使用過程中，這個操作并不容易。相反，用戶需要理解的是，光面冷阱具有以下幾個缺點：

首先，這種結構下，測量到的冷阱溫度是位于冷阱腔體外部制冷線圈的溫度。測量此位置的溫度并不能提供精確的溫度讀數，原因是溫度從制冷線圈到冷阱腔壁的傳導過程中會發生損失。當水汽（或其他試劑）發生冷凝時，溫度的差別更加明顯。
 

其次，這種結構在水汽冷凝時僅能提供有限的冷凝面積。光滑的冷阱腔使得水汽容易分流，水汽進入真空泵進而污染真空泵油，最終導致真空泵過早的被損。第三個缺陷是隨著凍干的進行，冷阱的冷凝面積逐漸減少，因此冷阱的容積會迅速減少。

盤管式冷阱 （直接捕冰）
盤管式冷阱是造價相對昂貴的設計。制冷劑直接擴展到盤管上，盤管可直接接觸水蒸氣。這種設計使得冷阱具有最低的溫度，使水蒸氣及時冷凝。除此之外，冷凝的水直接凝結在暴露的盤管上，隨著凍干的進行，冷凝面積越來越大，使得冷凝的效率逐漸提高。盤管式冷阱設計的唯一缺點是化霜的周期會有輕微的延長，然而，大部分凍干機化霜都需要過夜，因為這種設計帶來的負面影響也并不明顯。

現在市面上的實驗型及中試凍干機，絕對部分國產和少部分進口采購的光面的冷阱設計，而主流的高端進口品牌多采用盤管式冷阱。