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含量称为水的硬度。如在天然水中最常见的金属离子是钙离子（Ca^2＋）和镁离子（Mg^2＋），它们与水中的阴离子如碳酸根离子（CO^2－₃）、碳酸氢根离子（HCO^－₃）、硫酸根离子（SO^2－₄）、氯离子（Cl^－）以及硝酸根离子（NO^－₃）等结合在一起，形成钙、镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物以及硝酸盐等。水中的铁、锰、锌等金属离子也会形成硬度，但由于它们在天然水中的含量很少，可以略去不计。因此，通常就把Ca^2＋、Mg^2＋的总含量看作水的硬度。

水的硬度对锅炉用水的影响很大，因此，应根据各种不同参数的锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理。