Todas las aguas naturales no contaminadas tiene un cierto grado de alcalinidad. Valores mayores a 25 mg/l de CaCO₃ resultan beneficiosos para la calidad del agua. Para las aguas de superficie los valores están aproximadamente entre 30 y 250 mg/l de CaCO₃.

Las especies químicas que causan la alcalinidad, pueden formar complejos químicos con muchos iones metálicos, reduciendo así su toxicidad. Estas especies también proveen a las plantas de nutrientes de carbono. Las aguas que contienen una alcalinidad alta tienen, generalmente, una alta concentración de carbono inorgánico disuelto (en forma de HCO₃^- y CO₃^2-), el cual puede ser convertido en biomasa por medio de la fotosíntesis. Los valores de la alcalinidad proporcionan una guía sobre las dosis apropiadas de sustancias químicas en los procesos de tratamiento de aguas potable y residuales, en particular la coagulación y el ablandamiento. Además, éstos valores representan un parámetro importante en la determinación de la corrosión. Existen varias especies responsables de la alcalinidad, entre las más importantes están: el bicarbonato (HCO₃^-), el carbonato (CO₃^2-) y los iones hidróxidos (OH^-). Sin embargo, la convención usada para expresar la alcalinidad es ppm o mg/l de carbonato de calcio (CaCO₃). De esta forma la alcalinidad es entonces la cantidad de CaCO₃ que neutraliza la misma cantidad de ácido que las especies presentes en la muestra.

Los parámetros más importantes involucrados en la determinación de la alcalinidad del agua son: la temperatura, el volumen y el pH de la muestra; la concentración del ácido; la geología de los suelos, etc.

Procedimientos de titración (también denominados de titulación)

La alcalinidad en el agua se mide mediante la titración, la cual consiste en la adición de un ácido fuerte a una muestra de agua. Se pueden usar diferentes ácidos, pero el más usado es el ácido clorhídrico.

Los procedimientos de titración son los mismos tanto para aguas subterráneas como superficiales, asi como también para aguas filtradas y no filtradas. Existen dos procedimientos para llevar a cabo las titraciones: el de la bureta y el digital. El sistema con la bureta resulta incómodo y frágil en el campo, y requiere de experiencia para realizar el proceso con precisión y exactitud, pero sigue siendo más exacto que el digital. El sistema digital es fácil de usar pero necesita de una buena técnica para producir resultados aceptables.

Para medir la cantidad de ión carbonato (CO₃^2-) presente en el agua, la titración se lleva a cabo con fenolftaleína, agregando ácido hasta un pH de 8,3. Para medir la alcalinidad total, es decir tomando en cuenta todas las especies responsables de la alcalinidad, la titración se lleva a cabo con anaranjado de metil, agregando el ácido hasta que el pH sea 3,7.