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石灰石可直接加工成石料和燒制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO，一般呈塊狀，純的為白色，含有雜質時為淡灰色或淡黃色。
生石灰吸潮或加水就成為消石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是Ca(OH)2。熟石灰經調配成石灰漿、石灰膏、石灰砂漿等，用作涂裝材料和磚瓦粘合劑。水泥是由石灰石和粘土等混合，經高溫煅燒制得。玻璃由石灰石、石英砂、純堿等混合，經高溫熔融制得。煉鐵用石灰石作熔劑，除去脈石。煉鋼用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害雜質。電石（主要成分是CaC2）是生石灰與焦炭在電爐里反應制得。純堿是用石灰石、食鹽、氨等原料經過多步反應制得（索爾維法）。
利用消石灰和純堿反應制成燒堿（苛化法）。利用純凈的消石灰和氯氣反應制得漂白的。利用石灰石的化學加工制成氯化鈣、硝酸鈣、亞硫酸鈣等重要鈣鹽。消石灰能除去水的暫時硬性，用作硬水軟化劑。
石灰石燒加工制成較純的粉狀碳酸鈣，用做橡膠、塑料、紙張、牙膏、化妝品等的填充料。石灰與燒堿制成的堿石灰，用作二氧化碳的吸收劑。生石灰用作干燥劑和消毒劑。農業上，用生石灰配制石灰硫黃合劑、波爾多液等農藥。土壤中施用熟石灰可中和土壤的酸性、改善土壤的結構、供給植物所需的鈣素。用石灰漿刷樹干，可保護樹木。
