当温度在65℃时加热，二水石膏就开始释出结构水，但脱水速度比较慢。在107℃左右、水蒸气压达971mmHg时，脱水速度迅速变快。随着温度继续升高，脱水更为加快，在170-190℃时，二水石膏以很快的速度脱水变为α-半水石膏或β-半水石膏。当温度继续升高到220℃和320~360℃时，半水石膏则继续脱水变为α可溶性的无水石膏。但220℃条件下生成的无水石膏比较容易在空气中吸水变成半水石膏。在450-750℃期间变成的无水石膏则为不溶性无水石膏。这种无水石膏即我们通常说的"死烧"石膏;它很难溶于水，几乎不凝结，而且不具有强度。在800℃时，无水石膏开始分解为CaO和SO2 加O2 等，这时的凝结能力主要是靠CaO的凝结作用而不是石膏了。这种分解在1050℃以后更为激烈，到1350℃才结束。在还原气氛下，有利于CaSO4 的分解 。