含Ca² 和Mg² 較多的水叫硬水。水中的Ca² 和Mg² 主要以酸式碳酸鹽形式存在，這種硬水稱為暫時硬水。當暫時硬水煮沸時，碳酸氫鹽分解變成不溶性的碳酸鈣和碳酸鎂而除去，煮沸時間延長，碳酸鎂發生水解，變成更難溶的氫氧化鎂。水中的Ca² 和Mg² 主要是以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物的形式存在，這種硬水叫做永久硬水。永久硬水煮沸時，Ca² 和Mg² 不會變成沉淀而除去。在天然水中，井水主要表現為暫時硬水，海水主要表現為永久硬水。硬水中的Ca² 、Mg² 會跟肥皂中的硬脂酸鈉作用，生成硬脂酸鈣和硬脂酸鎂沉淀，降低肥皂的去污能力。硬水用作鍋爐用水，會生成水垢，附著在鍋爐的受熱面上，阻礙傳熱，多耗燃料，甚至局部過熱，損毀鍋爐，引起爆炸。因此鍋爐用水一定要先將硬水軟化。使硬水軟化的方法是離子交換法（用磺化煤和離子交換樹脂）。