水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等骨料牢固地凝结在一起。水泥固化有害废物就是利用水泥的这一特性。常用作固化剂的水泥有硅酸盐水泥和火山灰质硅酸盐水泥。

常用的普通硅酸盐水泥是用石灰石、黏土以及其他硅酸盐物质混合在水泥窑中高温下煅烧，然后研磨成粉末状而成。它是硅、铝及铁的氧化物的混合物。其主要成分是硅酸二钙和硅酸三钙。在用水泥稳定化时，是将废物和水泥混合起来，如果在废物中没有足够的水分，还要加水使之水化。水化以后的水泥形成与岩石性能相近的、整体的钙铝硅酸盐的坚硬晶体结构。这种水化以后的产物，被称为混凝土。废物被掺入水泥的基质中，在一定条件下，废物经过物理、化学的作用更进一步减少它们在废物-水泥基质中的迁移率，如形成溶解性比金属离子小得多的金属氧化物。人们还经常把少量的飞灰、硅酸钠、膨润土或专利产品等活性剂加入水泥中以增进反应过程。终依靠所加药剂使粒状的物质变成了黏合的块，从而使大量的废物稳定化/固化。

水泥固化工艺较为简单，通常是把有害固体废物、水泥和其他添加剂一起与水混合，经过一定的养护时间而形成坚硬的固化体。固化工艺的配方是根据水泥的种类处理要求以及废物的处理要求制定的，大多数情况下需要进行专门的试验。对于废物稳定化的基本要求是对关键有害物质的稳定效果，它基本上是通过低浸出速率体现的。除此之外，还需要达到一些特定的要求。影响水泥固化的因素很多，为在各种组分之间得到良好的匹配性能，在固化操作中需要严格控制以下的各种因素：

因为大部分金属离子的溶解度与pH有关，对于金属离子的固定，pH有显著的影响。当pH较高时，许多金属离子将形成氢氧化物沉淀，而且pH高时，水中的碳酸根浓度也高，有利于生成碳酸盐沉淀。应该注意的是，pH过高，会形成带负电荷的羟基络合物，溶解度反而升高。例如：pH9时，则形成Cu(OH)3-络合物，溶解度增加。许多金属离子都有这种性质，如Pb当pH>9.3时，Zn当pH>9.2时Cd当pH>11.1时，Ni当pH>10.2时，都会形成金属络合物，造成溶解度增加。

以水泥为基本材料的固化技术适用于处理无机类型的废物，尤其是含有重金属污染物的废物。由于水泥所具有的高pH，使得几乎所有的重金属形成不溶性的氢氧化物或碳酸盐形式而被固定在固化体中。研究指出，铅、铜、锌、锡、镉均可得到很好的固定。但汞仍然主要以物理封闭的微包容形式与生态圈进行隔离的。要想地估计某种特定的废物是否能够被有效地固定于水泥结构之中是相当困难的。对于重金属水泥固化过程的化学机理，关于铅与铬研究得较多。研究结果指出，铅主要沉积于水泥水化物颗粒的外表面，而铬则较为均匀地分布于整个水化物的颗粒之中。

另一方面，有机物对于水化过程有干扰作用，减小终产物的强度，并使得稳定化过程变得困难。它可能导致生成较多的无定型物质而干扰终的晶体结构形式。在固化过程中加入黏土、蛭石以及可溶性的硅酸钠等物质，可以缓解有机物的干扰作用，提高水泥固化的效果。