石膏是一种无机缓凝剂，其缓凝机理是石膏溶解后，其中的SO42-与水泥水化产生的水化铝酸钙反应生成单硫型水化硫铝酸钙（AFm），在石膏量足够的情况下进一步生成多硫型水化硫铝酸钙（AFt），俗称钙矾石。
钙矾石是一种沉淀，会附着在熟料颗粒表面，减少了水泥熟料与水的接触面积，从而延缓了水化过程。因此，SO3含量是磷石膏作缓凝剂的重要指标。
此外，磷石膏与天然石膏的不同在于其pH低，F-、P2O5含量高，而且有机质含量高。水泥是一种高碱性物料，一般酸性的物质均可以用作水泥缓凝剂。磷石膏pH过低会影响水泥的凝结时间，甚至损害水泥石强度。 F-、P2O5，特别是可溶磷和可溶氟，会与水泥水化产生的Ca（OH）2反应生成CaF2和Ca3（PO4）2等惰性盐，沉淀在水泥熟料表面，延缓了铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）等矿物早期水化速度 。
磷石膏中的有机质会吸附在石膏晶体表面，因此磷石膏呈现灰白色，有机质含量过高会使硬化后的水泥结构疏松，强度降低 。
