Lyofilizace neboli sušení mrazem (také vymrazení, vakuové sušení či mrazová sublimace) je metoda sušení založena na sublimaci zmrzlé vody při nízkém tlaku a teplotě. Voda přestupuje z pevného skupenství (led) přímo do plynného (pára), aniž by došlo k její přeměně na kapalnou fázi (vodu). Nedochází tak k poškození sušeného materiálu, které hrozí při zahrnutí kapalné fáze nebo vlivem vysoké teploty, jako je tomu při klasickém sušení. Lyofilizace se využívá při sušení potravin (např. mrazem sušené ovoce, kefírových probiotických kultur apod.), ve farmaceutickém i biotechnologickém průmyslu (sušení bakterií či buněk). Vzniklý produkt, tzv. lyofilizát, je extrémně suchý a měl by být uchováván mimo přístupu vzduchu. Výhodou lyofilizace potravin je zachování důležitých vitamínů a minerálů.