Twardość wody naturalnej zależy głównie od zawartości jonów Ca2+ i Mg2+ w badanej wodzie. Twardość wywołana przez wodorowęglany oraz węglany wapnia i magnezu, nazywa się twardością węglanową natomiast twardość wywołana przez inne związki wapnia i magnezu (chlorki, siarczany i azotany) nazywa się twardością nie węglanową. Twardość węglanowa i nie węglanowa stanowią w sumie twardość ogólną. Twardość wody również można skategoryzować uwzględniając stężenia głównych kationów - mówimy wtedy o twardości wapniowej i magnezowej. Według starszej nomenklatury twardość ogólną wody dzielono na twardość przemijającą, gdyż twardość ta maleje znacznie po przegotowaniu wody i twardość stałą (nieprzemijającą), która pozostaje po przegotowaniu wody. Rozkład termiczny twardości węglanowej wiąże się z reakcją rozkładu wodorowęglanu wapnia i magnezu oraz hydrolizą powstałego węglanu magnezu. Wytrącają się wówczas osady węglanu wapnia i wodorotlenku magnezu, tworząc tzw. kamień kotłowy straty ciepła i większe zużycie paliwa podczas podgrzewania wody.
Uciążliwość używanej w gospodarstwach domowych wody twardej , oprócz wzrostu zużycia mydła i detergentów polega na tworzeniu się kamienia kotłowego, szczególnie przy wysokiej twardości węglanowej. Podczas gotowania woda posiadająca twardość węglanową ulega zmiękczeniu wskutek rozkładu wodorowęglanów i wytrącaniu się węglanu wapniowego w postaci białego osadu. Woda o twardości powyżej 300 mg węglanu wapnia (CaCO3) na dm3 powoduje również osadzanie się kamienia w sieci wodociągowej, a wytrącające się osady stopniowo zmniejszające przepustowość przewodów.
Tworzy się warstwa węglanu wapnia na powierzchni kawy lub herbaty która wchłania z ww. napojów związki takie jak taniny, garbniki, alkaloidy itp.
Zmniejsza się intensywność zapachu dań lub napojów wskutek połączenia chemicznego związków zapachowych z węglanem wapnia.
Istnieje pogląd, że twarda wody wydłuża czas gotowania mięsa i warzyw
W garnkach, naczyniach i wyposażeniu sanitarnym pozostawia białe osady
Powstaje kamień w przewodach ciepłej wody, grzałkach i innych urządzeniach grzewczych
Wody bardzo twarde, mogą powodować podrażnienia skóry, zwłaszcza u osób z nadwrażliwością skóry. Dzieje się tak, gdy twarda woda nie jest wystarczająco usunięta (np. ręcznikiem) z powierzchni skóry, i po wysuszeniu (odparowaniu wody) na skórze pozostają mikrokryształki węglanu wapnia, które ją mechanicznie podrażniają (nie jest to odczyn alergiczny- jak często podejrzewają osoby z tego typu dolegliwościami). Nadmiernie twarda woda nie sprzyja osobom podatnym na tworzenie się kamieni nerkowych. W zapobieganiu kamienicy nerkowej istotną rolę, odgrywa właściwa dieta. Co do diety należy poradzić się lekarza. W kamicy wapniowej znaczenie mają filtry do uzdatniania wody, bowiem eliminują one wapń.
