水化作用是一種物理化學過程，指的是水分子與岩石、礦物或其他物質相互作用，形成水合物的現象。
這種作用通常發生在水滲透到岩土體的礦物結晶格架中，或者水分子附著到可溶性岩石的離子上，導致岩石結構在微觀、細觀甚至巨觀上的改變。例如，水化作用可以使礦物體積增大，岩石變得更容易崩解。在水化過程中，水分子與礦物質表面產生作用，形成定向排列的水分子層或水化膜。此外，水化作用也指物質溶解在水中時與水發生的化學作用，形成水合分子或水合離子的過程。例如，硬石膏經過水化作用會形成石膏，這個過程不僅改變了礦物的分子結構，還會引起體積膨脹。