由于硅酸鹽水泥是由多種礦物質共同存在的體系，有些礦物遇水后迅速發生水化反應，即C3A立即發生反應，C3S和C4AF也很快水化，而C2S則較慢。水泥加水后，水泥顆粒表面立即開始溶解、水化，幾分鐘后水化生成的鈣礬石的針狀晶體、無定型的水化硅酸鈣以及氫氧化鈣或水花鋁酸鈣等六方板狀晶體。鈣礬石的不斷生成，液相中的石膏逐漸耗盡，于是，單硫形的水化鋁酸鈣出現，石膏的不足，體系中還有剩余的C3A和C4AF,則生成單硫形水化物和C4（A,F）H13.
硅酸鹽水泥的水化過程非常復雜，水泥的水化實質上是在少量水中進行的，各種礦物之間要相互影響，有時還將伴隨著二次反應。通常水泥的水化作用基本上是在Ca（OH)2和CaSO4的飽和溶液中進行的。因此，硅酸鹽水泥的水化產物主要是：氫氧化鈣、水化硅酸鈣、堿度較高的含水鋁酸鈣和含水鐵酸鈣以及水化硫鋁酸鈣等。
硅酸鹽水泥的水化過程放出較多的熱量，水化反應放出的熱量稱為水化熱，水化熱對冬期施工則有利于水泥的水化和凝結硬化，但對于大體積泡沫混凝土工程，水化熱集中將引起泡沫混凝土內部與表面較大的溫差，導致裂縫的產生。另外，水泥的水化速度也是水泥的一個重要的性能。影響水泥水化速度的主要因素有水泥熟料的礦物組成與結構，水化溫度、水泥細度、水灰比及外加劑的類型和作用等。
