الخرسانة خليط من الإسمنت والماء والرمل والحصى، وأحيانًا مواد مضافة. يتفاعل الإسمنت مع الماء لتكوين عجينة تغطي الركام وتتصلب لتشكل كتلة صلبة كالصخر. وهي أكثر مواد البناء استخدامًا على وجه الأرض، وذلك لأسباب وجيهة: فهي قوية ومتينة وسهلة التشكيل ورخيصة نسبيًا.

الخرسانة قوية في الضغط ولكنها ضعيفة في الشد. يُعالج هذا الضعف بإضافة حديد التسليح - قضبان التسليح، أو الشبكات، أو الألياف - لتحمل قوى الشد. تتميز الخرسانة المسلحة بقدرتها على الامتداد، والتركيب الكابولي، ومقاومة الزلازل. أما الخرسانة مسبقة الإجهاد فتتفوق عليها بضغطها قبل التحميل، مما يسمح بامتدادات أطول ومقاطع أرق.

يُعدّ الخلط والمعالجة أمرين أساسيين. فزيادة الماء تُضعف الخرسانة، ونقصه يجعلها غير قابلة للتشكيل. وتُحدد عملية المعالجة - أي الحفاظ على رطوبتها ودفئها أثناء تصلّبها - قوتها النهائية. ويُوازن تصميم الخلطة الخرسانية الجيدة بين سهولة التشكيل والقوة والمتانة والتكلفة.

للخرسانة أيضاً تكلفة بيئية. فصناعة الإسمنت مصدر رئيسي لانبعاثات ثاني أكسيد الكربون. ويبحث الباحثون في استخدام مواد رابطة منخفضة الكربون، ومواد معاد تدويرها، وتقنيات احتجاز الكربون لتقليل البصمة الكربونية لهذه المادة.