建築石膏和高強石膏的主要成分分別為β型半水石膏和α型半水石膏，它們與水拌合後；半水石膏將重新水化生成二水石膏，放出熱量並凝結硬化成具有一定強度的硬化體。
半水石膏加水後首先溶解，然後水化生成二水石膏；由於二水石膏的溶解度比半水石膏的溶解度低，所以，二水石膏以膠體微粒從過飽和溶液中析出。因二水石膏的析出，破壞了半水石膏溶解的平衡，半水石膏繼續溶解和水化。如此不斷地進行著半水石膏的溶解和二水石膏的析出，直到半水石膏全部耗盡為止。在以上過程中，石膏漿體中的自由水分因水化和蒸發而逐漸減少，漿體逐漸變稠。並失去可塑性，這一過程稱為凝結。其後。漿體繼續變稠，二水石膏逐漸凝聚成為晶體，並逐漸長大、共生和交錯生長，形成結晶結構網。在這個過程中，漿體逐漸變硬，強度不斷增長，形成具有一定強度的硬化體，直到完全乾燥，強度才停止增長。這一過程稱為硬化。
半水石膏水化反應的理論需水量儀為其重量的18.6％，在使用中為了使漿體具有足夠的流動性。通常的加水量遠大於理論需水量：因此，硬化石膏漿體中含有大量孔隙。建築石膏中的β型半水石膏多為片狀、有裂隙的晶體，晶粒細小，比表面積大，拌制石膏漿體時，需水量達60％～80％，因此硬化後的孔隙率大，強度較低。而高強石膏中的。型半水石膏結晶良好、晶粒粗大，比表面積小，調製成可塑性漿體時，需水量約為35％～45％，硬化後的孔隙率較小，因而具有較高的強度。