水中有些金屬陽離子，同一些陰離子結合在一起，在水被加熱的過程中，由于蒸發濃縮，容易形成水垢，隨著在受熱面上而影響熱傳導，我們把水中這些金屬離子的總濃度稱為水的硬度。如在天然水中zui常見的金屬離子是鈣離子(Ca2+)和鎂離子(Mg2+)，它與水中的陰離子如碳酸根離子(Co32-)、碳酸氫根離子(HCO3-)、硫酸根離子(SO42-)、氯離子(Cl-)、以及硝酸根離子(NO3-)等結合在一起，形成鈣鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物、以及硝酸鹽等硬度，水中的鐵、錳、鋅等金屬離子也會形成硬度，但由于它們在天然水中的含量很少，可以略去不計。因此，通常就把Ca2+、Mg2+的總濃度看作水的硬度。

    水的硬度對鍋爐用水的影響很大，因此，應根據各種不同參數鍋爐對水質的要求對水進行軟化或除鹽處理。 

    硬度的單位常用的有mmol/L或mg/L。過去常用的當量濃度N已停用。換算時，1N=0.5mol/L

    由于硬度并非是由單一的金屬離子或鹽類形成的，因此，為了有一個統一的比較標準，有必要換算為另一種鹽類。通常用Ca0或者是CaCO3的質量濃度來表示。當硬度為0.5mmol/L時，等于28mg/L的CaO，或等于50mg/L的CaCO3。此外，各國也有的用德國度、法國度來表示硬度。1德國度等于10mg/L的CaO，1法國度等于10mg/L的CaCO3。0.5mmol/L相當于208德國度、5.0法國度。常用硬度單位之間的關系如下表：
    硬度單位 mmol/L mN 德國度 法國度 CaO(mg/L) CaCO3/(mg/L)
    mmol/L 1 2 5.6077 10.0086 56.077 100.086
    mN 0.5 1 2.8039 5.0043 28.039 50.043
    德國度 0.17833 0.35665 1 1.7848 10.0000 17.848
    法國度 0.09991 0.19983 0.5603 1 5.6029 10.0000
    CaO(mg/L) 0.017833 0.025665 0.1000 0.17848 1 1.7848
    CaCO3/(mg/L) 0.009991 0.01998 0.05603 0.1000 0.5603 1