建筑石膏与适量的水混合后，最初形成可塑性的浆体，但很快失去塑性，然后迅速产生强度，并发展成为坚硬的固体，这一过程称为石膏的凝结硬化。实际上，建筑石膏的凝结硬化，是β型半水石膏加水拌合后，发生化学反应放出一定热量，并逐渐凝结硬化产生强度，从而重新水化生成二水石膏。其化学反应式如下：
CaSO4·1／2H2O+3／2H2O→CaSO4·2H2O
建筑石膏的凝结硬化分为凝结和硬化两个过程。
(一)建筑石膏的凝结
由于二水石膏在水中的溶解度仅为半水石膏溶解度的1／5左右，所以二水石膏首先从过饱和溶液中沉淀并析晶，而使原有半水石膏溶解的平衡浓度破坏，半水石膏进一步溶解，由于结晶体的不断生成，造成浆体塑性开始下降，称为石膏的初凝；而后，随着晶体颗粒间摩擦力和粘结力的增大，浆体的塑性急剧下降，直到失去可塑性，称为石膏的终凝，以上整个过程称为建筑石膏的凝结。
(二)建筑石膏的硬化
建筑石膏终凝后，其晶体颗粒仍在不断增大和相互交错，逐渐使浆体产生强度，并不断增长直到水分完全蒸发，形成坚硬的石膏结构，这个过程称为建筑石膏的硬化。