Os íons que causam a dureza da água são os íons de cálcio e magnésio, que são abundantes na água. Em águas naturais, os íons cálcio e magnésio são muito mais do que todos os outros íons metálicos. Por esta razão, a dureza da água é também definida como a concentração de carbonato de cálcio equivalente à concentração total de todos os cátions presentes na água.

A dureza da água é de dois tipos: temporária e permanente. A dureza causada por bicarbonatos de íons metálicos que colapsam quando aquecidos é chamada dureza temporária ou dureza de bicarbonato. A dureza causada pelo sulfato, nitrato e cloretos de íons metálicos e que não colapsa quando aquecida, mas pode ser removida por processos químicos, é chamada de dureza permanente. O total de dureza temporária e permanente é definido como dureza total ou dureza geral.

A dureza da água varia de região para região. Esta situação está relacionada com a estrutura geológica da região. Geralmente, a água subterrânea é mais dura que a da superfície. A água dura é encontrada em áreas com calcário e espessura do solo superior. No entanto, em áreas de solo macio e solto, sem calcário, há águas mais suaves. A água dura não é perigosa para a saúde humana. No entanto, a água dura geralmente requer mais sabão e consumo de detergente na limpeza.

Os valores de dureza da água variam de 10 ppm de carbonato de cálcio a 1800 ppm de carbonato de cálcio. Em geral, a dureza da água é a seguinte:

• 0 = 75 ppm viscosidade suave do carbonato de cálcio
• 76 = 150 ppm dureza média do carbonato de cálcio
• 151 = 300 ppm viscosidade dura de carbonato de cálcio
• 300 e acima ppm carbonato de cálcio muito duro

No âmbito das análises químicas, os estudos de determinação da dureza total são realizados por método espectrofotométrico em laboratórios autorizados. O método espectrofotométrico baseia-se na medição das ondas de radiação eletromagnética absorvida ou emitida de átomos, moléculas ou íons à medida que passam de um nível de energia para outro.