沸石是具有基本結構為硅氧四面體［SiO4］4－和鋁氧四面體［AlO4］5 -的規則晶體， 四面體以共角頂的方式連成硅鋁氧骨架。其硅鋁氧骨架中形成很多寬闊的孔穴和孔道。此種獨特的內部結構和晶體性質決定了沸石具有陽離子交換選擇性、耐高溫、耐酸堿腐蝕等優良性質。粉煤灰的化學組分與天然沸石的前驅體火山灰物質相似，主要由硅鋁酸鹽非晶形玻璃相物質( SiO2 和Al2O3)、晶相物質(石英石、莫來石、磁鐵礦和赤鐵礦)及少量未燃燒的炭組成。粉煤灰的活性主要取決于其內部玻璃相物質的化學活性。機械粉磨的物理方法通過對粉煤灰進行磨細加工破壞玻璃相物質表面的保護膜釋放內部的 SiO2 和 Al2O3， 增大比表面積，提高細度，但是達到優化細度后，繼續研磨對提高其物理活性效應無明顯作用， 難以大幅度提高其活性。

化學活化方法能夠顯著提高粉煤灰活性， 堿性試劑是最常用的活性激發劑。自1985 年 Holler 等報道以來，多項專利和技術文章提出了不同的水熱活化方法利用粉煤灰合成沸石。現在常用的堿性活化方法依據活化過程中是否有水的介入分為濕法和火法(干法) 兩大類。水熱法是濕法的代表方法， 主要使用堿溶液將粉煤灰中的玻璃相物質溶解為硅鋁酸鹽膠體， 水熱條件下結晶轉化為沸石。干法 (火法) 是將粉煤灰與助熔劑(堿、鹽或堿、鹽混合物) 一定比例混合后高溫煅燒， 破壞粉煤灰中惰性物質莫來石、石英石的結構，促使 SiO2和 Al2O3 的釋放和沸石的轉化。

相關學者的研究表明水熱法合成沸石時，NaOH可以使粉煤灰生成菱沸石和羥基方鈉石， 而KOH作為堿性活化劑時卻沒有此類沸石化產品生成。KOH活化粉煤灰的效率沒有NaOH 高，鉀基沸石的合成時間更長，粉煤灰中惰性晶相的溶解需要更高的KOH活化劑濃度和更低的反應溫度。

另外值得一提的是，粉煤灰中玻璃體在粉煤灰沸石化的過程中起到關鍵作用， 因為堿性試劑可以使含Si 含Al 的玻璃體發生溶解， 因此玻璃體中的硅鋁組成或硅鋁比(Si/Al)影響沸石前驅體中硅鋁的組成， 進而影響合成沸石的類型。Inada等學者認為堿性活化條件下沸石的形成機理包括:堿液中粉煤灰(特別玻璃相物質) 中Al和Si的溶解釋放，沸石前驅體硅鋁酸溶膠的沉積及沸石的晶化，并且發現低硅鋁比的貧硅粉煤灰傾向形成羥基方鈉石， 而高硅鋁比的富硅粉煤灰傾向形成 Na-P1 沸石。

粉煤灰非晶相物質為酸性氧化物，易受堿性試劑激發，因此粉煤灰堿性活化是粉煤灰沸石合成的有效途徑，包括干法和濕法兩種， 兩者的區別主要在于是否有介質水的介入。水熱法是濕法活化粉煤灰的基礎方法，水熱法之前輔助高溫熔融可以提高沸石純度，堿熔法、鹽熔法屬于干法，合成的沸石晶體不規則。與濕法相比，干法對釋放粉煤灰中玻璃相物質中的Si和Al的作用有限；不論濕法或干法， 堿的作用主要是促使粉煤灰Si和Al的釋放，促進晶相物質向非晶相無機聚合物的轉化。堿的種類、濃度是影響粉煤灰沸石化的重要因素， 影響合成沸石的類型和純度，NaOH 比 KOH 更有效。粉煤灰原料中的Si、Al組成及母液中的Si /Al 是影響粉煤灰沸石化的另一重要因素，可以通過外部添加Si源或Al源的方法來調控合成沸石的類型和粒徑。