Pochodzenie twardości

Jony wapnia (Ca2+) i magnezu (Mg2+) , które powodują twardość, są obecne we wszystkich zmineralizowanych wodach. Ich źródłem są naturalne złoża wapieni, gipsu i dolomitów. Jony wapnia i magnezu dostają się do wody w wyniku interakcji rozpuszczonego dwutlenku węgla z minerałami oraz w innych procesach rozpuszczania i chemicznego wietrzenia skał.

Twardość wód powierzchniowych jest zwykle mniejsza niż twardość wód podziemnych. Twardość wód powierzchniowych podlega zauważalnym wahaniom sezonowym, osiągając zwykle najwyższą wartość pod koniec zimy i najmniejszą w okresie powodziowym, gdy jest obficie rozcieńczona miękką wodą deszczową. Woda morska i oceaniczna mają bardzo wysoką twardość (dziesiątki i setki mg-EQ/l).