Жесткость воды – это свойство, обусловленное наличием в ней растворимых солей, в основном солей кальция и магния. Понятие жесткости воды принято связывать с катионами кальция Са2+ и в меньшей степени магния Mg2+. Оптимальная жесткость  воды должна составлять 1,5-2 мг-экв/л. Повышенная жесткость воды свыше 4,5 мг-экв/л приводит к интенсивному накоплению осадка в системе водоснабжения и на сантехнике, а образующаяся накипь мешает работе бытовой техники. Поэтому водоподготовка и умягчение жесткой воды являются важными мероприятиями для сохранения работоспособности оборудования котельных, ТЭЦ и системы центрального отопления.

Жесткость воды разделяют на постоянную и временную. Постоянная жесткость воды обусловлена присутствием в воде сульфатов, хлоридов Са и Mg (CaSO4, CaCl2, MgSO4, MgCl2). Удаление постоянной жесткости воды кипячением невозможно, поскольку хлориды и сульфаты магния и кальция не разрушаются, её можно удалить путем пропускания через обратноосмотическую мембрану.
Временная жесткость (карбонатная жесткость воды) определяется наличием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, которые и выпадают при кипячении в осадок карбоната кальция (кальцит) или накипи. Ca(HCO3)2 = CaCO3↓ + CO2 + H2O

Для умягчения жесткой воды с большим количеством солей жесткости применяют ионообменные смолы, способные поглощать соли жесткости. Ионообменные смолы подразделяются на катионообменные смолы (катиониты) и анионообменные смолы (аниониты). Умягчение воды методом ионного обмена через ионообменные смолы – это более дешевый метод, чем промышленный обратный осмос.