Los iones que causan la dureza del agua son los iones de calcio y magnesio que abundan en el agua. En aguas naturales, los iones de calcio y magnesio son mucho más que todos los otros iones metálicos. Por esta razón, la dureza del agua también se define como la concentración de carbonato de calcio equivalente a la concentración total de todos los cationes presentes en el agua.

La dureza del agua es de dos tipos: temporal y permanente. La dureza causada por los bicarbonatos de iones metálicos que colapsa cuando se calienta se llama dureza temporal o dureza del bicarbonato. La dureza causada por el sulfato, nitrato y cloruros de los iones metálicos y que no se colapsa cuando se calienta, pero puede eliminarse mediante procesos químicos, se denomina dureza permanente. El total de dureza temporal y permanente se define como dureza total o dureza general.

La dureza del agua varía de una región a otra. Esta situación está relacionada con la estructura geológica de la región. Generalmente el agua subterránea es más dura que el agua superficial. El agua dura se encuentra en áreas con piedra caliza y suelo superior de espesor. Sin embargo, en áreas de suelo blando y suelto sin piedra caliza, hay aguas más suaves. El agua dura no es peligrosa para la salud humana. Sin embargo, el agua dura generalmente requiere más consumo de jabón y detergente en la limpieza.

Los valores de dureza del agua van desde 10 ppm de carbonato de calcio a 1800 ppm de carbonato de calcio. En general, la dureza del agua es la siguiente:

• 0 = 75 ppm de carbonato de calcio, viscosidad suave
• 76 = 150 ppm dureza media del carbonato de calcio
• 151 = 300 ppm de carbonato de calcio, viscosidad dura
• 300 y por encima de ppm de carbonato de calcio demasiado duro

Dentro del alcance de los análisis químicos, los estudios de determinación de la dureza total se llevan a cabo mediante un método espectrofotométrico en laboratorios autorizados. El método espectrofotométrico se basa en la medición de las ondas de radiación electromagnética absorbidas o emitidas de átomos, moléculas o iones a medida que pasan de un nivel de energía a otro.