石灰石的燒製過程主要涉及高溫煅燒，其化學方程式爲：CaCO₃ → CaO + CO₂↑。在高溫條件下，石灰石中的碳酸鈣分解成氧化鈣（CaO）和二氧化碳氣體（CO₂）。氧化鈣與水反應後又生成氫氧化鈣（Ca(OH)₂），而氫氧化鈣與二氧化碳反應又能生成碳酸鈣和水，這一過程在工業上用於製取生石灰（CaO）和二氧化碳。
石灰石的燒製過程通常包括以下幾個步驟：
預熱：石灰石和燃料裝入石灰窯，預熱至850℃。
脫碳酸分解：在1200℃的高溫下完成煅燒過程。
冷卻：煅燒後的石灰石經過冷卻，然後卸出窯外。
整個煅燒過程在密封容器中進行，不同的窯形有不同的預熱、煅燒、冷卻和卸灰方式。煅燒後的石灰石外觀會變白，且煅燒部分會變得疏鬆。加入酚酞試劑後，由於碳酸鈣在高溫條件下分解生成了氧化鈣，氧化鈣與水反應後變成氫氧化鈣，氫氧化鈣溶液使酚酞試劑變紅。