沸石是具有基本结构为硅氧四面体［SiO4］4－和铝氧四面体［AlO4］5 -的规则晶体， 四面体以共角顶的方式连成硅铝氧骨架。其硅铝氧骨架中形成很多宽阔的孔穴和孔道。此种独特的内部结构和晶体性质决定了沸石具有阳离子交换选择性、耐高温、耐酸碱腐蚀等优良性质。粉煤灰的化学组分与天然沸石的前驱体火山灰物质相似，主要由硅铝酸盐非晶形玻璃相物质( SiO2 和Al2O3)、晶相物质(石英石、莫来石、磁铁矿和赤铁矿)及少量未燃烧的炭组成。粉煤灰的活性主要取决于其内部玻璃相物质的化学活性。机械粉磨的物理方法通过对粉煤灰进行磨细加工破坏玻璃相物质表面的保护膜释放内部的 SiO2 和 Al2O3， 增大比表面积，提高细度，但是达到优化细度后，继续研磨对提高其物理活性效应无明显作用， 难以大幅度提高其活性。
化学活化方法能够显著提高粉煤灰活性， 碱性试剂是最常用的活性激发剂。自1985 年 Holler 等报道以来，多项专利和技术文章提出了不同的水热活化方法利用粉煤灰合成沸石。现在常用的碱性活化方法依据活化过程中是否有水的介入分为湿法和火法(干法) 两大类。水热法是湿法的代表方法， 主要使用碱溶液将粉煤灰中的玻璃相物质溶解为硅铝酸盐胶体， 水热条件下结晶转化为沸石。干法 (火法) 是将粉煤灰与助熔剂(碱、盐或碱、盐混合物) 一定比例混合后高温煅烧， 破坏粉煤灰中惰性物质莫来石、石英石的结构，促使 SiO2和 Al2O3 的释放和沸石的转化。
相关学者的研究表明水热法合成沸石时，NaOH可以使粉煤灰生成菱沸石和羟基方钠石， 而KOH作为碱性活化剂时却没有此类沸石化产品生成。KOH活化粉煤灰的效率没有NaOH 高，钾基沸石的合成时间更长，粉煤灰中惰性晶相的溶解需要更高的KOH活化剂浓度和更低的反应温度。
另外值得一提的是，粉煤灰中玻璃体在粉煤灰沸石化的过程中起到关键作用， 因为碱性试剂可以使含Si 含Al 的玻璃体发生溶解， 因此玻璃体中的硅铝组成或硅铝比(Si/Al)影响沸石前驱体中硅铝的组成， 进而影响合成沸石的类型。Inada等学者认为碱性活化条件下沸石的形成机理包括:碱液中粉煤灰(特别玻璃相物质) 中Al和Si的溶解释放，沸石前驱体硅铝酸溶胶的沉积及沸石的晶化，并且发现低硅铝比的贫硅粉煤灰倾向形成羟基方钠石， 而高硅铝比的富硅粉煤灰倾向形成 Na-P1 沸石。
粉煤灰非晶相物质为酸性氧化物，易受碱性试剂激发，因此粉煤灰碱性活化是粉煤灰沸石合成的有效途径，包括干法和湿法两种， 两者的区别主要在于是否有介质水的介入。水热法是湿法活化粉煤灰的基础方法，水热法之前辅助高温熔融可以提高沸石纯度，碱熔法、盐熔法属于干法，合成的沸石晶体不规则。与湿法相比，干法对释放粉煤灰中玻璃相物质中的Si和Al的作用有限；不论湿法或干法， 碱的作用主要是促使粉煤灰Si和Al的释放，促进晶相物质向非晶相无机聚合物的转化。碱的种类、浓度是影响粉煤灰沸石化的重要因素， 影响合成沸石的类型和纯度，NaOH 比 KOH 更有效。粉煤灰原料中的Si、Al组成及母液中的Si /Al 是影响粉煤灰沸石化的另一重要因素，可以通过外部添加Si源或Al源的方法来调控合成沸石的类型和粒径。
