Twarda woda to woda, która zawiera duże ilości Ca2+ i / lub Mg2+. Czasami Mn2+ i inne wielowartościowe kationy są uwzględnione w pomiarze twardości. Uwaga: woda może zawierać minerały, ale z tej definicji nie może być uważana za twardą. Twarda woda występuje naturalnie w warunkach, w których woda przesiąka się przez węglany wapnia lub węglany magnezu, takie jak kreda lub wapień.
Tymczasowa twardość charakteryzuje się rozpuszczonymi minerałami wodorowęglanowymi (wodorowęglan wapnia i wodorowęglan magnezu), które dają kationy wapnia i magnezu (Ca2+, Mg2+) oraz aniony węglanowe i wodorowęglanowe (CO32−, HCO3−). Ten rodzaj twardości wody można zmniejszyć, dodając do wody wodorotlenek wapnia lub gotując.
Stała twardość jest zazwyczaj związana z siarczanem wapnia i / lub siarczanami magnezu w wodzie, które nie wytrącają się po zagotowaniu wody. Całkowita trwała twardość jest sumą twardości wapnia plus twardości magnezu. Ten rodzaj twardej wody można zmiękczyć za pomocą kolumny jonowymiennej lub zmiękczacza wody.