乾燥烘箱的原理主要利用熱空氣對物品進行直接或間接加熱，使物品內部或表面的水分蒸發，從而達到乾燥的目的。
烘箱通常採用熱空氣循環方式，通過熱風機將加熱的空氣送入烘箱內部，物品受熱後發生水分蒸發，水分逐漸增多，同時熱空氣也逐漸飽和。然後由風扇將濕熱氣體排出，再次經過加熱後送回烘箱內部，如此循環，直到物品內部或表面的水分完全揮發。
此外，烘乾過程需要消耗大量熱能，為了節省能量，某些濕含量高的物料、含有固體物質的懸浮液或溶液一般先經機械脫水或加熱蒸發，再在乾燥器內乾燥，以得到乾的固體。在乾燥過程中需要同時完成熱量和質量(濕分)的傳遞，保證物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高於外部空間中的濕分蒸汽分壓，保證熱源溫度高於物料溫度。熱量從高溫熱源以各種方式傳遞給濕物料，使物料表面濕分汽化並逸散到外部空間，從而在物料表面和內部出現濕含量的差別。內部濕分向表面擴散並汽化，使物料濕含量不斷降低，逐步完成物料整體的乾燥。物料的乾燥速率取決於表面汽化速率和內部濕分的擴散速率。