水中有些金属阳离子，同一些阴离子结合在一起，在水被加热的过程中，由于蒸发浓缩，容易形成水垢，附着在受热面上而影响热传导，我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。
在天然水中最常见的金属离子是钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+),它与水中的阴离子如CO32_、HCO3_、SO42_、Cl_等结合在一起，形成钙，镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物等硬度，水中的铁、锰、锌等金属离子也会形成硬度，由于它们在天然水中的含量很少，可略去不记。通常把Ca2+，Mg2+的总浓度看作水的硬度。常用的单位是mmol/L或mg/L。通常用CaO或Ca CO3的质量浓度来表示。当硬度为0.5mmol/L时等于28mg/L的CaO,或等于50mg/L的Ca CO3。
一般认为硬度在6.0～9.0mmol/L时的水为硬水。硬度在9.0mmol/L以上为极硬水。
