石膏的主要成分是硫酸钙，生石膏和熟石膏的区别在于硫酸钙包含结晶水的多少，熟石膏粉末与水混合后具有可塑性，然后硬化为生石膏，“消失”的水转化为硫酸钙中的结晶水。
硫酸钙
石膏指的是硫酸钙的水合物，硫酸钙是一种常见化学物质，比如豆腐中添加的凝结剂，主要成分就有硫酸钙，骨折时给四肢打石膏绷带，普通粉笔的主要成分也有石膏等等。
不含结晶水的硫酸钙呈白色粉末，在空气中具有吸湿性，在1200℃的高温下可分解为CaO、SO2和O2。
生石膏
硫酸钙在自然条件下会与水形成二水硫酸钙（CaSO4· 2H2O），也就是我们常说的生石膏，一般石膏指的就是生石膏。
把生石膏加热到128℃后，就会失去1.5个水分子，变为半水硫酸钙（CaSO4· 0.5H2O），也就是我们常说的熟石膏、烧石膏，把熟石膏继续加热到163℃以上，就会失去所有结晶水。
结晶水
化学结晶水是指存在于晶体当中的水分子，此时水分子不再以液态形式存在，而是在晶格当中占据确定的位置，与其他化合物形成固定比例的结晶水合物。
比如无水硫酸铜（CuSO4）是白色粉末，与水结合后可形成五水硫酸铜（CuSO4·5H2O，也称作蓝矾、胆矾），五水硫酸铜呈蓝色块状或者粉末状晶体。
由于水中含有氢键，使得结晶水合物的结构非常复杂，甚至很多水合物的结构都还是未知的，许多盐类在溶于水后，析出晶体时都会形成结晶水合物，但是性质并不稳定，大部分结晶水合物加热到一定程度后都会失去水分子。
熟石膏的硬化
熟石膏（CaSO4· 0.5H2O）加水后又会转化为生石膏（CaSO4· 2H2O），加水后的熟石膏具有可塑性，转化为生石膏后会硬化，利用这一原理，我们可以用来制作刷墙原料，石膏玩具，或者打石膏绷带等等。
熟石膏吸水变为生石膏的过程，会释放热量，其实绝大部分水合反应都会放热，比如水泥制作的混泥土，加水搅拌后也会存在水化热，如果大体积的混泥土散热不充分，还会导致应力、开裂等等情况。