Xi măng cứng lại thông qua một quá trình được gọi là quá trình hydrat hóa. Quá trình này bắt đầu khi nước được trộn với xi măng và thêm cốt liệu như sỏi hoặc đá vôi nghiền để tạo thành bê tông.
Xi măng được làm từ năm hợp chất chính thường được gọi là clinker. Khi nước được thêm vào clinker, các hợp chất này phản ứng để tạo ra các ion canxi và hydroxit cũng như nhiệt. Khi quá trình này diễn ra, canxi hydroxit kết tinh và làm cho hỗn hợp đông cứng lại. Nhiệt sẽ tăng tốc quá trình đông cứng và lạnh sẽ làm chậm quá trình đó và có khả năng làm dừng phản ứng. Quá nhiều nước trong hỗn hợp cuối cùng dẫn đến xi măng yếu hơn, nhưng xi măng sẽ cứng lại ngay cả khi tất cả nước không bị phản ứng tiêu hao hoặc bay hơi do nhiệt.
