De s. berust op de eigenschap van klei om bij hooge temperaturen steenachtig te worden, doordat de in de klei aanwezige bijmengselen (ijzeroxyde, kalk en alkaliën) smelten en daardoor de leemdeeltjes en de in de klei aanwezige zandkorrels aaneengelijmd worden. Een zeker percentage zand en bijmengselen in de klei is hiertoe een eerste vereischte. Het aaneenlijmen heet „sinteren”. Smelten ook de zand- en leemkorrels, dan wordt de steen waardeloos door vervloeiing; bij goede klei moeten dan ook de sintertemperatuur en de smelttemperatuur ver uit elkaar liggen.
Te veel zand is eveneens nadeelig; de plasticiteit gaat dan verloren.Nadat de „doorgewinterde” klei in een klei-molen door middel van draaiende schoepen, walsen of schroefgangen gekneed is, worden de kleisteenen gevormd. Vroeger geschiedde dit uit de hand door kleiballen in houten vormbakken te smijten en af te strijken; het ruwe oppervlak der „handvormsteenen” maakt ze populair bij architecten en ze worden thans weer veel gemaakt. Voor het losmaken der steenen uit de vormbakken strooit men hierin wel zand; het zandige oppervlak der gebakken steen wordt veel gevraagd (zgn. zandnerf).
Het goedkoope massaproduct wordt echter machinaal gevormd:
a) De vormbakmachine: de onder den kleimolen geplaatste vormbakken worden door sleuven in den molenbodem, ter grootte van een steen, volgedrukt met klei; deze „imitatie handvormsteenen” worden ook gemaakt met zandnerf.
b) De strengpersmachine: door een mondstuk aan den kleimolen wordt een kleiband geperst en hiervan de kleisteenen afgesneden; →Strengpers. De afgesneden vlakken zijn ruw, de zijvlakken glad, al dan niet met zandnerf (de zgn. gezande strengperssteen).
c) De stempelmachine: droge klei wordt in vormen geperst onder 10 at druk; levert zware en dichte steenen met een kantig glad oppervlak (straatklinkers). Worden de op een andere wijze gevormde steenen in een stempelmachine nageperst, dan heeft men „nageperste steen.”
De kleisteenen worden nu eerst gedroogd in den wind, al dan niet onder een afdak (zgn. winddroog met hoogstens 10 % water) en daarna in den oven gebracht. De veldoven, geheel opgebouwd uit de te bakken kleisteenen, heeft afgedaan in verband met de geweldige hoeveelheid afval; de binnenste lagen waren gesmolten en de buitenste lagen ongebakken. Ook de oud-Nederlandsche oven, bestaande uit een rechthoek van zwaar metselwerk met stookgaten, leverde nog veel afval en is daarom eveneens uit den tijd. Bij den meer modernen vlamoven is de vuurhaard tot op zekere hoogte van de steenen gescheiden, zoodat de steenen niet meer in aanraking komen met de brandstof, doch verhit worden door de overslaande vlammen; de verbinding met den schoorsteen is in den vloer, zoodat de vlammen van boven naar beneden trekken; de sterk verhitte en daardoor minst draagkrachtige steenen komen boven te liggen. De vlamoven levert een gelijkmatig, goed doorbakken product, is echter niet geschikt voor massa-productie.
Daarom is tegenwoordig algemeen in gebruik de ringoven, die in continubedrijf werkt; deze bestaat in plattegrond uit een gesloten keten van ovencompartimenten met gemetselde tusschenwanden, voorzien van afsluitbare openingen en met in het midden den schoorsteen, door middel van eveneens afsluitbare openingen verbonden met elk der compartimenten. Terwijl men nu één compartiment stookt, wordt uit het diametraal hiertegenoverliggende compartiment de afgekoelde steen weggekruid en wordt dit compartiment weer gevuld met kleisteenen; door alle tusschenliggende compartimenten geheel gesloten te houden, behalve de onderlinge verbindingsopeningen, bereikt men, dat de door het geopende compartiment toetredende lucht over de nog warme steenen van vorige dagen strijkt en dus voorverhit wordt en de afgevoerde heete verbrandingsgassen de reeds opgestapelde kleisteenen in de verdere compartimenten voorverhitten. Dit oventype geeft dan ook een belangrijke besparing aan brandstof. Gewoonlijk is de stookinrichting van ieder compartiment ingericht als vlamoven.
De temperatuur, die, vooral bij dicht bij elkaar liggende sinter- en smelttemperatuur, scherp gecontroleerd moet worden, wordt gewoonlijk gemeten met „Segerkegels”, d.w.z. kleine pyramides van chemisch zuivere klei, die een geijkte smelttemperatuur hebben, waarbij ze omvallen. Zie ook →Pannen. Metz.