水中鈣鎂離子的存在是當水溫變化時形成水垢的主要原因。目前在國內常用的軟化水設備主要有手動式、國產組合式、進口多路閥式幾種，其中進口多路閥式軟化水是目前市場上的主要產品，這種設備以進口的多路閥及控制器為核心，配用國產的樹脂罐、鹽箱、管道等材料構成全自動軟化水設備。
普通的水中含有多種可溶解的化合物，有些物質的溶解度隨著溫度的變化有較明顯的變化，其中的碳酸鈣、碳酸鎂類的物質，其溶解度隨著溫度的升高 而下降。當溫度升高時，原來溶解于水中的碳酸鈣、碳酸鎂析出形成沉淀物，這些沉淀物可以是以絮狀、粉末狀，或沉積在容器、管道表面，形成水垢。
用來衡量鈣鎂離子總量的指標是硬度，總的說來，水的硬度主要由鈣（Ca2 +）、鎂（Mg2+）離子構成的，其具體指標是同類離子折合為碳酸鈣來計時的數值，目前標準單位是mmol/L（毫摩爾每升）。傳統的單位有mgN/L （毫克當量每升）、德國度、美制（英制）等，目前在國內常用的硬度單位是mg/L（毫克每升）、mmol/L（毫摩爾每升）、mgN/L（毫克當量每 升），偶爾會有用戶使用德國度，用德國度除以2.8即可換算為國標的數值mmol/L（毫摩爾每升），如果采用美制的Grain/Gallon（格令每加 侖），需要對單位進行多次算換，此處不細講。
鈣鎂離子含量較多的水稱為硬水，鈣鎂離子含量較少的水稱為軟水。硬水與軟水只是通俗上的叫法，并沒有標準的量的概念，在實際中，行內一般把硬度低于3mmol/L的水稱為較軟的水，3-6稱為普通水，6-8稱為較硬的水，10以上稱為高硬水。（工業上采用截然不同的標準，工業上一般只有硬度<1的水稱作軟水，1-10之間都經常籠統地稱為硬水，硬度>10的水也多稱為高硬水）
由于水垢的沉積對人們的生活及生產均有很明顯的影響，所以生產用水和生活用水均對硬度指標有一定的要求,特別是鍋爐用水中若含有硬度鹽類，會在鍋爐 受熱面上生成水垢，從而降低鍋爐熱效率、增大燃料消耗，甚至因金屬壁面局部過熱而損傷部件、引起爆炸。因此對于低壓鍋爐要進行水的軟化處理；對于中、高壓鍋爐要進行水的軟化與脫鹽處理。
采用某種方法降低水的硬度的過程叫做“軟化”（一般是指采用設備），相應的設備叫“軟水器”（或叫“軟水機、軟化器”等）。
根據實際使用經驗及特點，在工業鍋爐及工業生產中常用的方式是離子交換法（目前基本上是標準設備），普通情況下所說的“軟水器”一般均指這種設備。
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