水溶性涂料的成膜固化機理與一般溶劑型涂料相同，但其成膜過程卻另有特點：

(1)水溶性樹脂由于需水溶，其分子量都不會太大，否則水溶困難，因此，作為一種高分子材料使用多半是制成熱固型的。在涂膜加熱固化過程中，通過樹脂系統中的活性基團或外加交聯劑的活性基團之間的交聯反應形成不溶不融的網狀結構，從而提供優良的漆膜性能。當然也有些白干型的水溶性涂料，例如水性自干型醇酸樹脂漆，美國SpencerKellag公司生產的Kelsol 3902、Kelsol 3907短油度醇酸樹脂，Kelsol 3922長油度醇酸樹脂，Kelsol 3931亞麻油聚合物醇酸樹脂，Kelsol 3960、Kelsol 3961中油度醇酸樹脂均屬于白干型水溶性涂料。但這些是在催干劑的存在下通過氧化交聯成膜固化的。

(2)為了增加水溶性樹脂的水溶性，多半水溶性樹脂都是以羧酸鹽或胺鹽的形式存在。因而在成膜固化過程中，首先是氨或胺的揮發。當然在加熱過程中，也有可能形成胺的衍生物。也有使用氨/鋯絡合物作羧酸型高聚物的交聯劑，當樹脂里的水和氨在常溫揮發后，酸性高聚物與鋯離子可通過離子鍵進行交聯成膜，常溫下可以干燥。

離子交聯方法簡單，在其他水性系的常溫交聯中，也獲得應用。

(3)水溶性涂料除采用刷、噴、輥、浸等一般涂裝外，更重要的是用于電沉積涂裝。當然作為電沉積涂裝的涂料在制造上另有要求。在電沉積涂漆過程中，帶雙鍵的分子一部分吸收了水電解產生的氧，因而使干燥成膜速度加快