水泥中三氧化硫的含量实质上是磨制水泥时石膏掺入量的反映（采用劣质煤时，熟料中也含有一定量的SO3）。石膏在水泥中主要起调节凝结时间的作用。适量的石膏在水泥水化过程中，能与C3A生成水化硫铝酸钙胶体，包裹于C3A表面，阻碍C3A内部的继续水化而使水泥缓凝。因此，当石膏掺入量不足时，它不能抵消水化铝酸钙的快凝作用，使水泥快凝。
但是，当石膏掺入量过大时，由于硫酸钙水化速度较快，水泥的凝结反而会变快；硫酸钙水化后呈结晶状态，大量晶体硫酸钙还会产生体积膨胀，对水泥石的结构还会产生破坏作用。适量石膏的另一作用能在一定程度上提高水泥的强度。这是因为它在水泥水化过程中与C3A可生成一定数量的硫铝酸钙针状晶体，交错地填充于水泥石的空隙中，从而增加了结构的致密性。在矿渣水泥中，石膏还起硫酸盐激发剂的作用，可加速矿渣水泥的硬化过程。