水的总硬度，在每一个地方的变化都不一样。一般来说，海水比淡水硬，表面水比地下水软。不过就相似的水域来说，水的硬度和自然的地质有关。尤其是处于石灰岩的地质环境中的水域，它的总硬度常常比其他地区要高。引起硬度的离子除了钙和镁之外，象锶、锰、铁、铝等阳离子也是肇因之一，只不过它们的含量与钙、镁相较极少，因而常常忽略不计。
硬度常以CaCo3（分子量＝100）的当量来表示，并以水质中含1ppmCaCo3为1度。计算硬度时，通常引起硬度的离子可用下列公式计算：
硬度（ppmCaCo3）＝M2+（ppm）×100/M2+的当量（公式中的M2+代表任一的二价金属离子）例如，若水质中含有10ppm的镁离子（Mg2+），以及15ppm的钙离子（Ca2+），则它的总硬度值计算如下：总硬度＝镁硬度+钙硬度镁硬度＝10ppm×100/24.4＝41.0ppm 钙硬度＝15ppm×100/40.0＝37.5ppm 总硬度＝41.0ppm+37.5ppm＝78.5ppm（计算公式中的24.4为镁的当量重，40.0为钙的当量重）■德国硬度表示法（gH）是以氧化钙的当量来表示溶于定量水质中所有可溶性钙和镁离子的方法。1度gH相当于每100ml水中含有磷化钙的当量为1毫克（10ppm）。1度gH也相当于CaCo3硬度17.8ppm。■kH硬度kH硬度是碳酸氢根（HCO3-）浓度的度标，因为碳酸氢根是水质中最主要的缓冲物质，它可以中和水质中任何增加或减少的游离CO2，以及亦能抑制氢离子的波动，以维持恒定的pH值，因此kH的控制被视为水质管理不可缺的手续。如果KH过低，表示水中天然的缓冲系统已经失去平衡，水质将趋酸性化，很容易受到中酸性物质的影响，使pH 值急遽降低。反之如果kH过高，水质将趋碱性化，很容易受到中碱性物质的影响，使pH 值急遽升高。这些现象势必对水族生物生长产生不良反应。kH硬度完全针对水质中的阴离子（HCO3-）含量的表示法，这种表示法是以100ml水中含有1毫克的HCO3-称为1度（相当于10ppm浓度），并标记为1度kH。它与CaCo3硬度完全针对水质中的阳离子（Mg2+、Ca2+）含量表示法完全不同。至于kH硬度要多少才适当？这个问题并没有一
定的答案。因为它得含量必须与水中的CO2的含量相配好才能决定，而且两者浓度的平衡关系又深受pH值的影响，使得kH硬度、CO2浓度与pH值三者之间形成三角互动关系。换句话说，在不同的CO2浓度以及pH值之下，将会有一个最适的对应kH值。只有kH 值被控制在越接近这个最适kH值之下，才能表现出最佳缓冲作用的能力。不过就一般而言，淡水的kH硬度通常介于5-10度之间，海水则介于5-12度之间。
