一般來說。含有鈣(Ca)、鎂(Mg)鹽類等礦物質的水叫做“硬水”。（水的硬度（也叫礦化度）是指溶解在水中的鈣鹽與鎂鹽含量的多少。含量多的硬度大，反之則小。1升水中含有10mmgCaO（或者相當于10mmgCaO）稱為1度。軟水就是硬度小于8的水）河水、湖水、井水和泉水都是硬水。自來水是河水、湖水或者井水經過沉降，除去泥沙，消毒殺菌后得到的，也是硬水。剛下的雨雪，水里不含礦物質，是“軟水”。空氣能熱水工程水燒開后，一部分水蒸發了，本來不好溶解的硫酸鈣(CaSO4，石膏就是含結晶水的硫酸鈣）沉淀下來。原來溶解的碳酸氫鈣(Ca(HCo3)2）和碳酸氫鎂（Mg(HCO3)2)，在沸騰的水里分解，放出二氧化碳(CO2)，變成難溶解的碳酸鈣(CaCO3)和氫氧化鎂（Mg(OH)2)也沉淀下來。這就是水垢的來歷。

水垢根據其形成原因和成形狀態的不同大致可分為硬垢和軟垢兩種。當水中含有碳酸鹽膠體、細菌和有機物等雜質時，碳酸鹽類似于水泥沙漿中的沙石，而膠體、細菌和有機物等則相當于水泥沙漿中的水泥，當水中膠體、細菌和有機物等粘性物質和碳酸鹽共同作用，在高溫煮沸條件下則形成了和容器（或管道表面）粘附在一起的硬垢。而一旦膠體、細菌和有機物等粘性物質被去除（如通過超濾濾除）后，即使水中鈣、鎂離子和碳酸根離子濃度很高，也只生成潔白而松散的容易去除的碳酸鹽軟垢，而不會產生硬垢。