O gesso odontológico é composto de sulfato de cálcio hemi-hidratado (CaSO4. H2O), solúvel em água, obtido através do processo de calcinação da gipsita, mineral comum na natureza.

Relação água/pó (A/P): A proporção é feita em peso (gramas) do pó e em volume (ml) da água, sendo variável quanto ao tipo de gesso.

Imediatamente depois de colocado a água sobre o pó na cubeta de borracha, tão logo suas partículas começam a ser embebidas pela água, inicia-se o processo de transformação de hemihidrato de sulfato de cálcio em dihidrato de sulfato de cálcio que se caracteriza pela formação de cristais (esferulitas) que vão se compactando, até formar uma massa rígida, produzida pela reação de presa.

A porosidade do gesso é o espaço existente entre os cristais formados. O gesso pedra tem partículas menores e mais regulares, por isso utiliza-se menos água na espatulação, consequentemente apresenta menor porosidade, porém ainda maior que o gesso especial cujas partículas são ainda menores e mais regulares.

A resistência final dos modelos de gesso é maior para os de partículas menores e que requerem menos água para sua espatulação (Tipo IV e V) e proporcionalmente menor para os de partículas maiores e esponjosas (Gesso Comum).