水的硬度是指水中的Ca2+、Mg2+的总浓度，其中包括碳酸盐硬度（通过加热以碳酸形式沉淀下俩的钙、镁离子，又叫做暂时硬度）和非碳酸盐硬度（加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子，又称硬度）。

   水的碱度是指水中能够接受[H+]离子与强酸进行中和反应的物质含量。水中产生碱度的物质主要由碳酸盐产生的碳酸盐碱度和碳酸氢盐产生的碳酸氢盐碱度，以及由氢氧化物存在而产生的氢氧化物碱度。所以，碱度是表示水中碳酸根离子、碳酸氢根离子、氢氧根离子及其它一些弱酸盐类的总合。这些盐类的水溶液都呈碱性，可以用酸来中和。然而，在天然水中，碱度主要是由碳酸氢根离子的盐类所组成。

从两者的概念出发，硬度是正对阳离子，碱度是针对阴离子，虽然表面上看没有直接关系，但是暂时硬度可以将两者联系起来。

①硬度＜碱度

水中的所有的硬度离子（Ca2+、Mg2+）均与HCO3－结合成为Ca（HCO3）2和Mg（HCO3）2，所以硬度等于暂时硬度，而碱度大于暂时硬度。

②硬度=碱度

水中的硬度离子与碱度离子以Ca（HCO3）2及Mg（HCO3）2的形式存在，既不存在过剩硬度，也不存在硬度，故硬度、碱度既暂时硬度三者相等。

③硬度＞碱度

水中的硬度离除了与碱度离子结合为Ca（HCO3）2和Mg（HCO3）2之外，多余的Ca2+、Mg2+与水中的强酸性阴离子氯离子与硫酸根离子分别结合为CaCl2、CaSO4、MgCl2、MgSO4。此时，碱度等于暂时硬度，硬度大于暂时硬度。

根据碱度与暂时硬度的关系，水还可以分成负硬度与永硬度。

负硬度是指碱度大于硬度的水，水中存在过剩的硬度，即过剩的HCO3-与水中Na+、K+结合成碳酸氢盐。

永硬度是指碱度小于硬度的水，故书中存在硬度。