對于沸石分子篩的形成及其生長機理的深入研究有助于人們更好的設計合成新型沸石分子篩拓撲結構、擴展沸石分子篩材料合成新路線、開發沸石分子篩材料的新性質及新用途。盡管沸石分子篩的發展已經有許多年了，但是對于它的合成機理方面一直未有一個真正的定論。研究分子篩的晶化機理即具有十分重要的理論意義，也對合成新型的沸石分子篩合成具有實際的指導意義。目前具有代表性的為固相轉變機理（Solid hydrogel Transformation mechanism）、液相轉變機理（Solution-mediated Transport mechanism）和雙相轉變機理這三種機理。

固相轉變機理是由Flanigen和Breck提出的，也是早提出的沸石分子篩晶化機理。他們認為:
在沸石分子篩的整個晶化過程中只是凝膠固相本身在水熱條件下產生，然后直接進行硅鋁酸鹽骨架的結構重排，進而導致了沸石分子篩的成核和晶體的生長，而在沸石分子篩晶化過程中既沒有凝膠固相的溶解，也并沒有液相直接來參與沸石分子篩的成核以及晶體的生長。
，沸石分子篩合成所需的各種原料混合后，主要物種硅酸鹽與鋁酸鹽聚合生成硅鋁酸鹽初始凝膠。同時，凝膠間液相雖然也產生，然而液相部分并不參與晶化成核的過程中。其次，所形成的硅鋁酸鹽初始凝膠在OH-離子的作用下卻不斷發生解聚與結構重排，從而形成某些沸石晶化所需要的初級結構單元。后，這些初級結構單元進一步圍繞著水合陽離子發生重排構成多面體，這些多面體再進一步聚合、連接、形成沸石分子篩晶體。

，沸石分子篩所需的原料混合后，主要物種硅酸鹽與鋁酸鹽聚合生成硅鋁酸鹽初始凝膠。這種硅鋁酸鹽凝膠是在高濃度條件下快速形成的，因此具有很高無序度，但是這種硅鋁酸鹽凝膠中可能含有某些初級結構單元，如：四元環、六元環等等。同時，這種凝膠和液相之間建立了溶解平衡。另外，硅鋁酸根離子的溶度積與凝膠的結構和溫度息息相關，隨著晶化溫度的變化，這種凝膠和液相之間建立起新的凝膠和溶液的平衡。其次，液相中多硅酸根與鋁酸根濃度的增加導致晶核的形成，然后是沸石分子篩晶體的生長。在沸石分子篩的成核和晶體生長過程中，消耗了液相中的多硅酸根與鋁酸根離子，從而引起硅鋁凝膠的繼續溶解。由于沸石晶體的溶解度小于無定形凝膠的溶解度，后結果是凝膠的完全溶解，沸石分子篩晶體的完全生長。

Zhdanov的實驗表明，沸石分子篩晶體生長速度與液相中多硅酸根和鋁酸根離子的濃度息息相關，并且晶化過程中液相各組分濃度是不斷變化的，這些實驗結果支持了液相轉變機理。對液相轉變機理有利的證明是從液相中直接晶化沸石分子篩，Koizumi等人直接從澄清溶液中合成出了SOD，GIS、FAU等沸石分子篩。

合成沸石分子篩的基本原料有：硅源、鋁源、堿源、金屬陽離子、其它礦化劑、模板劑和水等。常用的硅源有白炭黑、硅溶膠、固體硅膠、有機硅酸酯、水玻璃等。常用的鋁源有偏鋁酸鈉、硫酸鋁、薄水鋁石、金屬鋁、硝酸鋁、異丙醇鋁、氫氧化鋁等。堿源有氫氧化鈉，氫氧化鉀等。金屬陽離子包括堿金屬陽離子和堿土金屬離子如：Li+、Na+、K+、Ca2+、Ba2+等。分子篩合成的礦化劑有兩種：氫氧根離子和氟離子。模板劑有各種含氮的有機物、季磷鹽等。

初始凝膠的配比往往能夠決定終產物的類型。初投料的反應物的不同會導致后的生成物的完全不同，如，陽離子不同可以導致分子篩產物的不同，鈉離子容易導向LTA、CAN、FAU、GIS等分子篩骨架的生成；而鉀離子則容易導向LTL、CHA、ERI等類型的分子篩骨架。即使初的反應物相同只是反應物含量有微少的差別也極有可能得到不同的物相，如堿度對分子篩合成體系的影響。另外當所有物料比例都相同，只是簡單的使用不同的硅源也有可能導致分子篩晶體大小、形貌、甚至骨架類型的改變。當我們用相圖來表述整個物料時，從中可以發現許多結構只能在一個特定的區域里得到。有時由于過于多的影響因素，只能選擇一兩個變量來作圖。另外，投料時的加料順序，人為操作對于分子篩的合成也是一個影響因素。