Cement twardnieje w procesie zwanym hydratacją. Proces ten rozpoczyna się, gdy woda jest mieszana z cementem, a kruszywo takie jak żwir lub pokruszony wapień dodaje się do betonu.
Cement składa się z pięciu głównych związków powszechnie określanych jako klinkier. Po dodaniu wody do klinkieru związki te reagują, tworząc jony wapnia i wodorotlenki, a także ciepło. W miarę postępu tego procesu wodorotlenek wapnia krystalizuje i powoduje stwardnienie mieszaniny. Ciepło przyspieszy proces hartowania, a zimno spowolni go i potencjalnie zatrzyma reakcję. Zbyt dużo wody w mieszance prowadzi ostatecznie do słabszego cementu, ale cement twardnieje, nawet jeśli cała woda nie jest zużywana przez reakcję lub odparowywana przez ciepło.
