Wird Wasser erhitzt, verdampft oder verdunstet, kann es in der Folge zur Bildung von Kalkstein (CaCO₃ und Mg(OH)₂) kommen. Alle Geräte, in denen Wasser erwärmt wird, wie zum Beispiel Warmwasserboiler, Spül- und Waschmaschinen sind durch Kalkablagerungen gefährdet. Bei der Verwendung von Wasser als Lebensmittel stört die Härte nicht. Ein weiteres Problem ist die Reaktion der Calcium- und Magnesium-Ionen mit alkalischen Substanzen wie etwa Seife. Als Ergebnis können sich schwer- bzw. unlösliche Salze bilden, die in Hausinstallationen (z.B. Armaturen) zu Ausfällungen führen.

Technisch kann die gesamt Menge an Calcium- und Magnesium-Ionen aus dem Wasser entfernt werden, man spricht dann von einer Vollenthärtung. Eine Vollenthärtung wird in der Praxis nur bei einigen industriellen Anwendungen durchgeführt. In der Trinkwasseraufbereitung wird die so genannte Teilenthärtung angewendet, da aus hygienischen und korrosionschemischen Gründen ein Teil der Ionen erhalten bleiben sollte.

Drei unterschiedliche Verfahren werden zur Enthärtung angewendet.

Fällungsenthärtung - Bei der Fällungsenthärtung werden gelöste Stoffe mit Hilfe von chemischen Reaktionen in unlösliche Stoffe überführt. Calcium und Magnesium werden als CO₃Ca (s) bzw. Mg(OH)₂ (s) aus dem Wasser entfernt. Die häufigste Form der Fällung besteht in der Überführung in schwerlösliche Metall-Hydroxide. Hierzu ist die Einstellung eines optimalen pH-Wertes erforderlich. Neben dem Löslichkeitsprodukt der jeweiligen Metallverbindung sind u.a. auch deren Absetztbarkeit, die Sedimentationsgeschwindigkeit und das Volumen (Wassergehalt) bei der Auslegung von Fällungsverfahren zu berücksichtigen. Das entstandene Fällungsprodukt wird dann durch Sedimentation, Filtration oder Flotation aus dem Wasser entfernt.

Ionenaustausch - Der Ionenaustauscher ist ein einfaches Verfahren, bei dem Calcium, Magnesium und andere Kationen und Anionen aus dem Wasser entfernt werden können. Diese werden durch Natrium-Ionen ersetzt und bilden somit lösliche Salze.

Spezielle wasserunlösliche Kunstharze mit eingebauten Atomgruppen ermöglichen den Austausch der im Wasser befindlichen Ionen (z.B. 2 Natrium-Ionen für jedes fixierte Calcium-Ion). Die Aufnahmekapazität der Harze ist begrenzt, deshalb müssen sie nach Erreichen ihrer maximalen Fixierungskapazität regeneriert werden. Dies geschieht mit Säure (Kationenaustauscher) oder mit Lauge (Anionenaustauscher). Es wird der Beladungsvorgang umgekehrt. Aufgrund der begrenzten Aufnahmekapazität und der Kosten für die Regeneration wir das Verfahren bei gering belastetem Wasser eingesetzt.

Membranverfahren - Als Membranverfahren kann die Umkehrosmose oder auch die Nanofiltration eingesetzt werden. Die Umkehrosmose wird aber vorrangig als Verfahren zur Gesamtentsalzung von Wasser benutzt. Als Ergebnis erhält man ein Reinstwasser, das weitgehend frei von Salzen, Kolloiden, Feststoffen und Bakterien ist. Dieses Verfahren wird auch zur Trinkwassergewinnung entsalztem Meerwasser eingesetzt.