La dureté de l'eau est principalement due à la présence des métaux alcalino-terreux, en particulier les ions calcium (Ca2+) et magnésium (Mg2+), appelés "générateurs de dureté" ou "ions dureté". Les ions sodium et potassium jouent également un rôle, mais moindre, dans la dureté de l'eau. La concentration en ions Ca2+ et Mg2+ détermine la dureté totale de l'eau: plus leur concentration est élevée, plus l'eau est dure. La dureté totale est la somme des concentrations de ces deux ions. Cependant, il est d'usage de ne rapporter l'indication de la dureté de l'eau qu'au calcium, c'est-à-dire d'exprimer aussi la teneur en ions magnésium comme teneur en calcium.
La dureté de l'eau se mesure par le Titre Hydrotimétrique (TH), qui est exprimé en degré français (°f) ou degré Hydrotimétrique (d.H) en France. Un degré français correspond à 10 milligrammes par litre d'eau de carbonate de calcium (CaCO3), qui est la formation la plus prioritaire et l'un des constituants majeurs du calcaire. La dureté de l'eau dépend de la nature des sols traversés par l'eau de pluie, et peut donc varier selon les régions.
En résumé, les ions calcium et magnésium sont les principaux responsables de la dureté de l'eau. La mesure de la dureté se fait à l'aide du Titre Hydrotimétrique, exprimé en degré français ou degré Hydrotimétrique.
