带有杂质的给水在锅炉中受热时，水中的重碳酸盐类会受热分解，生成难溶的沉淀物。水中非碳酸盐类的溶解度是随温度升高而逐渐下降的，当达到饱和浓度后，这种盐类便沉淀析出。
 当水在锅炉中不断蒸发、浓缩，使盐浓度超过饱和浓度后，一些盐类也将从水中析出，形成结晶沉淀物质。结晶可以以壁面粗糙点为核心直接形成在受热面壁上，也可以以水中的胶体质点、气泡及其他物质的悬浮质点为核心形成在水体积中。在水体积中结晶形成的悬浮的晶体颗粒，较松软，称为泥渣，可以通过锅炉排污清除。在壁面上结晶，将在金属表而上形成坚硬而质密的沉淀物，称为水垢。一般将沉积在省煤器受热面和蒸发受热面上的沉淀物称为水垢，将因蒸汽带盐而沉积在过热器受热面上的沉积物称为盐垢。

 水垢按其化学成分可分为下列几种。
  (1)钙、镁水垢   钙、镁水垢主要成分为钙镁盐类，有时可达90%以上。按其化合成分又可分为下列四种。
  ①碳酸盐水垢。是最常见的水垢，主要成分是钙、镁的碳酸盐，化合形态以碳酸钙()为主，也存在部分镁的化合物。这种水垢主要在水未沸腾处形成，如在凝汽器、给水管道和非沸腾式省煤器中，但在炉水中强烈沸腾条件下则形成泥渣。
 ②硫酸盐水垢。主要化学成分为，化合物形态为
等。这种水垢坚硬质密，常沉积在温度高、蒸发率较大的受热面上，如水冷壁管和锅炉管束。
③硅酸盐水垢。主要成分为硅酸钙和硅酸镁。化合物形态有
等。这种水垢最硬，导热性差，通常在锅炉热负荷高的沸腾管如水冷壁管和沸腾炉埋管等处形成。
④混合水垢。是由钙、镁的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐以及铁铝氧化物组成。其性质随成分不同而差别较大。
 各种钙、镁水垢的定性判别方法可见表13-15。

(4)氧化铁水垢  这种水垢主要成分为铁的氧化物。此外还有少量的金属铜、铜的氧化物及钙、镁、硅和磷酸盐。一般发生在大型锅炉中高热负荷区的水冷壁管壁上。其主要成因是给水和炉水中含铁量过高及高热负荷。这种水垢通常外表面为咖啡色，内层为灰色而垢下则有少量白色盐类。
(5)铜水垢  当热力系统中铜合金的部件受到腐蚀时，铜的腐蚀产物便随给水进入锅炉，形成铜垢。这种水垢中金属铜含量较高，可达20%～305以上，而且在垢层中分布不均匀。表层铜含量高达705～90%，*近管壁处只有105～25%。主要发生在热负荷强的水冷壁管上。
在给水品质较差的工业锅炉中，水垢主要为钙、镁水垢。在电站锅炉中，水处理设备好，给水硬度很小，已基本上不发生钙、镁水垢，其水垢主要为氧化铁水垢、铜水垢和硅酸盐水垢。