粉煤灰在混凝土中的作用主要有“形態效應”、“火山灰效應”和“微集料效應”這三個方面。在混凝土中使用粉煤灰既有有利的方面，如降低水化熱，提高混凝土后期強度，改善混凝土和易性等等；也有不利的方面，如降低混凝土早期強度，養護時間要延長，抗碳化性能下降，綜合兩方面才能更好的認識和在混凝土中使用好粉煤灰。

（一）形態效應
粉煤灰的形態效應由粉煤灰顆粒的外觀形貌、內外結構、密度以及顆粒級配等物理特征的綜合效應，一般來說，粉煤灰的形態效應也可以認為是物理效應。粉煤的形態效應可以改變混凝土拌合物的工作性，粉煤灰中的球形玻璃微珠顆粒，可以使漿體中顆粒均勻分散，降低了顆粒之間的摩擦力，增大混凝土拌合物的流動性。這是粉煤灰正的方面，積極方面的作用，具有減水作用和使拌合物勻質致密作用。但如果內部含有較粗的、疏松多孔、不規則的微珠顆粒和未燃盡的碳含量較多，會導致粉煤灰需水量增加，混凝土拌合物工作性能降低，稱為負效應。應充分發揮粉煤灰形態效應的正效應，通過一定的手段加以抑制和克服負效應。
（二）活性效應
粉煤灰的活性效應是粉煤灰.重要的基本效應，在混凝土中可以起到膠凝材料的作用。粉煤灰的活性是指粉煤灰中的活性成分所產生的化學效應，其活性的高低取決于化學作用的速度、能力及其反應產物的結構、化學成分性質和玻璃體數量等因素有關。通過改善混凝土環境溫度、化學激發等方法可以增強粉煤灰的活性效應。粉煤灰中的氧化硅(SiO2)和氧化鋁(Al2O3)在水泥水化產物Ca(OH)2的激發下，可以產生二次水化反應生成水化硅酸鈣（C-S-H）、水化鋁酸鈣（C-A-H）填充于毛細孔隙內，增強了混凝土的強度。粉煤灰的水化非常緩慢，前期基本是粉煤灰的物理填充作用起主導，隨著齡期的增長二次水化才能緩慢進行，使用粉煤灰的混凝土具有良好的后期強度發展潛力。粉煤灰混凝土后期強度增長的提高必須依賴于混凝土養護溫度、濕度的持續保持。
（三）微集料效應
粉煤灰的微集料效應是指粉煤灰中的微細顆粒均勻分布在混凝土漿體之中，增強硬化漿體的結構硬度。粉煤灰的微集料作用的優點在于：
（1）混凝土漿體中的粉煤灰使毛細孔隙致密，提高粉煤灰混凝土強度；
（2）粉煤灰中的實心和厚壁空心玻璃微珠具有很高的強度，可以增強水泥漿體的效果，玻璃微珠玻璃分散于硬化水泥漿體中，與水泥漿體的結合養護時間越長越密實。在粉煤灰和水泥漿體界面處，粉煤灰水化凝膠的硬度大于水泥凝膠的硬度。
粉煤灰三個基本效應是同時存在、共同發揮影響，不能簡單的把三種效應孤立開來。通常認為，對于新拌混凝土，形態效應和微集料效應起主要作用。而隨著水化的發展，對于硬化中混凝土和硬化混凝土性能起主要影響的是活性效應和微集料效應。