拜耳法用在處理低矽鋁土礦，特別是用在處理三水鋁石型鋁土礦時，流程簡單，作業方便，產品質量高，其經濟效果遠非其它方法所能比美，目前全世界生產的氧化鋁和氫氧化鋁，有90%以上是用拜耳法生產的。
拜耳法包括兩個主要的過程，也就拜耳提出的兩項專利，壹項是他發現氧化鈉與氧化鋁摩爾比為1.8的鋁酸鈉溶液在常溫下，只要添加氫氧化鋁作為晶種，不斷攪拌，溶液中的氧化鋁便可以呈氫氧化鋁徐徐析出，直到其中氧化鈉與氧化鋁的摩爾比提高至6，已經析出了大部分氫氧化鋁溶液，在加熱時，又可以溶出鋁土礦中的氧化鋁水和物，這也就是利用種分母液溶出鋁土礦的過程，交替使用這兩個過程就能夠壹批批地處理鋁土礦，從中得出純的氫氧化鋁產品，構成所謂的拜耳法循環。
在加熱到壹定溫度下，苛性堿溶液溶出鋁土礦中的氧化鋁：
Al2O3 ·H2O+2NaOH+(3 - n)H2O → 2NaAl(OH)4
所得的鋁酸鈉溶液在稀釋和冷卻的情況下分解並析出氫氧化鋁：
NaAl(OH)4 === Al(OH)3+NaOH
前壹過程叫溶出，後壹過程叫分解。分解後含苛性堿的母液再返回溶出新的鋁土礦。
拜耳法的第壹個過程是用粉碎機將鋁土礦的礦石粉碎成直徑為30毫米左右的顆粒，然後用水沖洗掉顆粒表面的粘土等雜質。沖洗過的這些顆粒與重復利用的，氫氧化鈉濃度為30%-40%的拜耳法余液相混合，借助球磨形成固體粒徑在300微米以下的懸濁液。隨著粒徑逐漸變小，鋁土礦的比表面積大大增加，這有助於加快後續化學反應的速度。鋁土礦和高濃度氫氧化鈉溶液形成的懸浮液隨後進入反應釜，通過提高溫度和壓力使鋁土礦中的氫氧化鋁和氫氧化鈉反應，生成可以溶解的鋁酸鈉（NaAl(OH)4），這被稱為溶出，其方程式如下：[1]
Al2O3 + 2 NaOH + 3 H2O → 2 NaAl(OH)4反應釜的溫度和壓力根據鋁土礦的組成決定。對於含三水鋁石較多的鋁土礦，可在常壓下，150度進行反應，而對於壹水硬鋁石和勃姆石含量多的，則需要在加壓進行反應，常用條件為200到250度，30到40個大氣壓。 在和氫氧化鈉反應時，鋁土礦中所含的鐵的各種氧化物、氧化鈣和二氧化鈦基本不會和氫氧化鈉反應，形成了固體沈澱，留在反應釜底部，它們會被過濾掉，形成的濾渣呈紅色，被稱作赤泥，而鋁土礦中含有的二氧化矽雜質則會和氫氧化鈉反應，生成同樣溶於水的矽酸鈉。
SiO2 + 2 NaOH → 2 Na2SiO3+H2O為了除去矽酸鈉，拜耳法是通過緩慢加熱溶液，促使二氧化矽、氧化鋁和氫氧化鈉生成方鈉石結構的水合鋁矽酸鈉，沈澱下來，然後過濾除掉，這樣壹來，就只有鋁酸鈉留在上清液中。
熱的溶液進入冷卻裝置中，加水稀釋同時逐漸冷卻，鋁酸鈉會發生水解，生成氫氧化鋁，此時加入純的氧化鋁粉末，會析出白色的氫氧化鋁固體。
NaAl(OH)4 → Al(OH)3 + NaOH有的廠家對這壹步進行了改進，通入過量二氧化碳幫助產生氫氧化鋁。
NaAl(OH)4 + CO2→ Al(OH)3 + NaHCO3過濾掉生成的氫氧化鋁後，剩余的濃度仍然較高的氫氧化鈉溶液會循環利用，用於處理另壹批鋁土礦，溶出氫氧化鋁。已經生產出的氫氧化鋁則在1000°C以上煆燒，可以分解成氧化鋁：
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O具體煆燒溫度依據所需氧化鋁的晶型和粒徑來決定。生產的氧化鋁隨後可通過霍爾-埃羅過程電解制取金屬鋁。
拜耳法主要分為溶出、分解和煆燒三個階段，主要由破碎和濕磨、鋁土礦溶出、赤泥分離與洗滌、鋁酸鈉溶液加種子分解、鋁分解母液蒸發、氧化鋁生產中碳酸鈉苛化回收、氫氧化鋁煆燒等過程組成。
用拜耳法生產1t 氧化鋁壹般需用礦石1.7～3.4t，堿耗(NaOH)60～150kg，電耗200～350kW·H ，總能耗7.4～32.6GJ。根據鋁土礦中矽礦物在溶出過程中的產物(水合鋁矽酸鈉Na2O·Al2O3·1.7SiO2·H2O)的組成，每溶出1份(質量)SiO2 ，便會損失1份Al2O3和0.6份Na2O。工業生產要求氧化鋁的總回收率必須在80%以上，處理過程中氧化鋁的機械損失按3%～5%計，則氧化鋁的理論溶出率應大於83%～85%。因此，拜耳法適用於處理鋁矽比大於6～7的壹水軟鋁石型鋁土礦或壹水硬鋁石型鋁土礦。對三水鋁石型鋁土礦只需考慮其可反應的氧化矽量。對中等品位的鋁土礦則以采用拜耳壹燒結聯合法較為經濟。
1855年法國化學家路易·勒夏特列首先提出了將鋁土礦和碳酸鈉的Na2CO3混合物加熱到1200°C，形成鋁酸鈉，之後將二氧化碳通入鋁酸鈉的溶液產生氫氧化鋁的辦法。1880年代俄國纖維工業需要大量氧化鋁作媒染劑，在聖彼得堡工作的德國化學家卡爾·約瑟夫·拜耳提出了拜耳法並申請了專利，其最重要的改進有兩點，壹是發現只要添加氫氧化鋁晶種，氫氧化鋁會從稀釋後的堿液中慢慢沈澱出來；二是剩余堿液可以回收，提高濃度重新處理新的鋁土礦，實現了連續生產。拜耳法提出後不久就取代了勒夏特列的辦法，並和霍爾-埃羅過程連用，極大地提高了鋁的產量。拜耳法的經濟效益由幾點決定，壹是鋁土礦中所含三水鋁石的比例，所含三水鋁石越多，能源的消耗就越小；二是鋁土礦中的鋁矽比例，拜耳法將二氧化矽轉化為水合鋁矽酸鈉，這壹過程中損失了氧化鋁和氫氧化鈉，隨著鋁矽含量高的鋁土礦儲量逐漸匱乏，這壹過程中損失的氧化鋁和氫氧化鈉也逐漸升高，已有研究者和公司提出了拜耳法結合燒結法的改進方案。此外拜耳法會導致部分氫氧化鈉進入赤泥，給赤泥帶來了強腐蝕性，其PH高達11-12，這帶來了嚴重的環境問題，比如2010年匈牙利艾卡煉鋁廠赤泥堆場決堤，儲存的赤泥沖入七個村莊，造成慘劇