Suyun sertliğine neden olan iyonlar, suda bol miktarda bulunan kalsiyum ve magnezyum iyonlarıdır. Doğal sularda kalsiyum ve magnezyum iyonları, diğer bütün metal iyonlarından çok daha fazladır. Bu nednele, suyun sertliği, suyun içinde bulunan bütün katyonların toplam konsantrayonuna eşdeğer kalsiyum karbonat konsantrayonu olarak da tanımlanmaktadır.

Suyun sertliği, geçici ve kalıcı sertlik olarak iki türlüdür. Metal iyonlarının bikarbonatlarından kaynaklanan ve ısıtıldığı zaman parçalanarak çöken sertliğe geçici sertlik veya bikarbonat sertliği denmektedir. Metal iyonlarının sülfat, nitrat ve klorürlerinden kaynaklanan ve ısıtıldığı zaman çökmeyen, ancak kimyasal işlemlerle giderilebilen sertliğe ise kalıcı sertlik denmektedir. Geçici ve kalıcı sertliklerin toplamı ise toplam sertlik veya genel sertlik olarak tanımlanmaktadır.

Su sertlikleri bölgeden bölgeye değişilik gösterir. Bu durum bölgenin jeolojik yapısı ile ilgilidir. Genelde yeraltı suları yüzey sularına göre daha serttir. Sert sular, kalker bulunan ve üst toprağın kalın olduğu alanlarda bulunur. Buna karşılık kalker bulunmayan ve yumuşak ve gevşek toprak alanlarda daha yumuşak sular bulunmaktadır. Suların sert olması insan sağlığı için tehlikeli değildir. Ancak sert sular genelde temizlik işlerinde daha fazla sabun ve deterjan sarfiyatı gerektirir.

Su sertlikleri değerleri, 10 ppm kalsiyum karbonattan, 1800 ppm kalsiyum karbonata kadar farlılık gösterir. Genel olarak suların sertlik dereceleri şu şekildedir:

• 0=75 ppm kalsiyum karbonat yumuşak kıvamlı
• 76=150 ppm kalsiyum karbonat orta sertlikte
• 151=300 ppm kalsiyum karbonat sert kıvamlı
• 300 ve yukarısı ppm kalsiyum karbonat çok fazla sert

Yetkili laboratuvarlarda, kimyasal analizler kapsamında, spektrofotometrik yöntem ile sularda toplam sertlik tayini çalışmaları yapılmaktadır. Spektrofotometrik yöntem, atom, molekül veya iyonların, bir enerji düzeyinden diğerine geçerken emilen veya yayılan elektromanyetik ışın dalgalarının ölçülmesi esasına dayanmaktadır.