Lo scopo primario di questa operazione è quello di formare il glutine: una massa elastica e modellabile formato dall'unione delle proteine del frumento, la gliadina e la glutenina. Durante l'impastamento il glutine si dispone in modo tale da formare un reticolo ordinato che si intreccia tra i granuli di amido. Nelle maglie di questo reticolo rimangono intrappolate bolle d'aria, che verranno alimentate con l'anidride carbonica prodotta dalla fermentazione. La struttura elastica e resistente del reticolo non fa fuoriuscire il gas, determinando l'aumento del volume dell'impasto.
L'impastamento può avvenire unendo da subito tutti gli ingredienti, oppure con il cosiddetto metodo Poolisch.

Questo sistema prevede un primo impastamento di 1/3 - 1/4 della farina con tutto il lievito e una parte dell'acqua necessaria, dopo una prima lievitazione si aggiunge il resto della farina e dell'acqua, e il sale, e si procede con l'impastamento finale. Con questo sistema si favorisce lo sviluppo dei lieviti che agiscono più rapidamente: si può utilizzare meno lievito, il pane risulta migliore e dura più a lungo. Il metodo con lievito naturale utilizza la pasta acida, che viene impastata con l'acqua e la farina, fatta lievitare, e cotta. La pasta si chiama "acida" perché ha un pH compreso tra 5 e 6 (e infatti ha un sapore acido). Una volta fatto l'impasto, se ne può staccare un pezzo e farlo fermentare per un paio di giorni, ottenendo una nuova pasta acida da utilizzare nella successiva panificazione.

La temperatura varia da 180 a 300 gradi, solitamente si attesta nell'intervallo 180-200 gradi. I pani più piccoli cuociono in 15 minuti, per quelli di 1 kg e oltre occorrono più di 60 minuti.

All'interno del pane la temperatura aumenta gradualmente fino a 98-100 gradi, all'esterno si mantiene stabile a 100 gradi mentre l'umidità degli strati interni fuoriesce, e aumenta a fine cottura.

I lieviti hanno uno sviluppo massimo a 40-45 gradi, quindi all'inizio della cottura si verifica un'incremento della lievitazione.

A 45-50 gradi i lieviti muoiono.

A 100 gradi l'impasto diventa rigido.

A 120-140 gradi la crosta solidifica e comincia a diventare gialla a causa della trasformazione degli amidi in destrine, glucidi maggiormente digeribili rispetto all'amido. Questo spiega perché la digeribilità della crosta è superiore a quella della mollica.

A 140-150 gradi avviene la caramellizzazione di tutti gli zuccheri.