Вымора́живание, преимущественное выделение в твёрдом виде одного из компонентов (чаще всего воды) жидкой или газовой смеси при охлаждении смеси ниже температуры начала кристаллизации. Вымораживание основано на низкой взаимной растворимости разделяемых компонентов в твёрдом состоянии. Например, при вымораживании водных растворов растворённые вещества практически не входят в состав образующихся кристаллов льда. Вымораживание проводят в кристаллизаторах различного типа с последующим отделением образующихся кристаллов.

Вымораживание применяется для концентрирования растворов, разделения смесей и очистки веществ. Концентрирование методом вымораживания с выделением льда, обеспечивающее сохранение вкусовых и лекарственных качеств, цвета и аромата термолабильных продуктов (соки, вино, пиво, травяные экстракты, растворы ферментов, лекарственных и биологически активных препаратов), широко используется в пищевой, фармакологической, микробиологической и химической промышленности. Часто вымораживание применяют в комбинации с сублимационной сушкой при производстве растворимых порошкообразных продуктов (кофе, чай, молоко и др.). В некоторых случаях вымораживание используют для очистки сточных вод, обессоливания морской воды и получения чистой воды. При криогенном разделении воздуха из него методом вымораживания иногда удаляют пары воды и диоксида углерода.