结晶蒸发器是一种利用蒸发部分溶剂来达到溶液的过饱和度的设备，其原理和结构与普通料液浓缩所用的蒸发器非常相似。然而，结晶蒸发器与普通蒸发器也存在一些区别。
普通的蒸发器能够容许操作过程中有固形物沉淀，但难以实现对晶粒分级的有效控制。而结晶蒸发器则通常设计有专门的晶浆循环系统，通过强制循环来实现晶体的长大和分离。
在结晶蒸发器的操作过程中，料液自循环管下部加入，与离开结晶室底部的晶浆混合后，由泵送往加热室。晶浆在加热室内升温（通常为2～6℃），但不发生蒸发。热晶浆进入结晶室后沸腾，使溶液达到过饱和状态，于是部分溶质沉积在悬浮晶粒表面上，使晶体长大。作为产品的晶浆从循环管上部排出。
结晶蒸发器可以在减压条件下操作，通过减压可以降低料液的沸点，从而可以通过多效蒸发来充分利用热量。有些生产过程，如NaCl生产，曾采用了这种多效蒸发形式的结晶器。
强制循环蒸发结晶器是一种特殊的结晶蒸发器，其原理是强制循环。在这种设备中，料液自循环管下部加入，与离开结晶室底部的晶浆混合后，由泵送往加热室。加热后的晶浆进入结晶室后沸腾，使溶液达到过饱和状态，于是部分溶质沉积在悬浮晶粒表面上，使晶体长大。作为产品的晶浆从循环管上部排出。强制循环蒸发结晶器的生产能力大，但产品的粒度分布较宽。
