石灰软化水处理是将石灰乳【ca(oh)2】加入水中，与水中的硬度成分碳酸化合物起反应，生成难溶的caco3，或其他难溶的碱性物质【如mg(oh)2】，使其沉淀析出，以达到软化水设备的目的。软化水装置反应过程如下所示：
熟石灰加入水中，首先与co2起化学反应，然后再与ca(hco3)2以及mg(hco3)2起反应。但是ca(oh)2与ca(hco3)2和ca(oh)2与mg(hco3)2的反应产物不同，由于mgco3的溶解度比caco3大得多，故要使mg2+反应生成难溶的mg(oh)2才会沉淀出来，所以石灰的消耗量也大，需增加一倍。
当水中的碱度大于硬度时，此时水中含有钠盐碱度，例如nahco3，因此，通常采用石灰-石膏软化法，在进行软化水技术的同时，还可以降低水的钠盐碱度，反应如下:
虽然石灰软化除去硬度还不够*，操作条件也不大好，但由于石灰价格低廉，来源宽广，因此，常常被用于原水中碳酸盐硬度较高、非碳酸盐硬度较低，且又不要求深度软化的场所。