Gips ist chemisch gesehen Calciumsulfat (CaSO4), das in verschiedenen Hydratstufen mit in der Struktur gebundenem Kristallwasser (H2O) vorliegen kann. So ist das natürlich anstehende Gipsgestein ein Calciumsulfat-Dihydrat (CaSO4·2H2O), enthält also zwei Wassermoleküle pro Molekül Calciumsulfat. Das ebenfalls in der Natur vorkommende kristallwasserfreie Calciumsulfat wird als Anhydrit bezeichnet (CaSO4). Von Bedeutung sind außerdem die beim Brennen (Kalzinieren) entstehenden Halbhydrate des Gipses (CaSO4·½H2O).
