水泥凝固的原理主要是水泥與水混合後發生的一系列化學反應。
水泥中的主要活性成分，如三鈣矽酸鹽，與水反應，形成水化矽酸鈣等化合物和熟料晶體。這個過程可以分為兩個階段：
水化反應階段：在這個階段，水泥中的氧化鈣、矽酸二鈣和水合氧化鋁等成分與水反應，產生水化硬化物，如石灰矽酸鹽凝膠、水化硫鋁酸鹽和水化鋁酸鈣等，同時釋放出大量熱量。
硬化階段：隨著時間的推移，漿體逐漸失去可塑性，變成不能流動的緊密狀態。漿體的強度逐漸增加，最終形成具有相當強度的石狀固體。如果水泥中摻有砂、石子等集合料，它們會被水泥膠結成一個堅固的整體，即混凝土。
此外，水泥的凝結和硬化過程是一個複雜的物理—化學過程，涉及水泥熟料礦物遇水後的水解或水化反應，以及水化物之間的相互搭接和聯結形成結構。在適宜的溫度和濕度條件下，這些水化矽酸鈣等物質會形成硬質物質，從而使水泥固化。