锅炉水垢是锅炉运行过程中，水中溶解的矿物质在高温高压环境下发生化学反应，析出并附着在受热面内壁的坚硬固体化合物，主要以难溶或微溶于水的盐类、氧化物为主，并非单一成分，而是多种化合物的混合体。
其中最主要的成分是钙镁类化合物，包括碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硅酸钙等。天然水中普遍含有钙离子、镁离子以及碳酸氢根、硫酸根、硅酸根等阴离子，当水在锅炉内被加热时，碳酸氢钙、碳酸氢镁会受热分解，生成难溶于水的碳酸钙、碳酸镁沉淀；随着水分不断蒸发浓缩，水中钙镁离子浓度持续升高，当超过对应盐类的溶解度时，硫酸钙、硅酸钙等也会结晶析出，附着在锅炉管壁、汽包等受热面上形成水垢。
除了钙镁系化合物，水垢中还常含有铁的氧化物，比如氧化铁、四氧化三铁，主要来自锅炉本体的腐蚀产物以及水中溶解的铁离子氧化沉积；若给水处理不当带入硅元素，还会形成质地坚硬、难以清除的硅酸盐水垢；部分工业锅炉使用过程中，还可能因水质污染混入磷酸盐水垢等其他成分。
不同成分的水垢特性差异明显：碳酸盐水垢质地较疏松，相对容易清除；硫酸钙、硅酸盐水垢密度大、硬度高，附着力极强，不仅会大幅降低锅炉受热面的传热效率，增加燃料消耗，还会导致锅炉局部过热，引发管壁鼓包、爆管等安全隐患，严重时甚至会造成锅炉停机事故。因此，锅炉运行中需通过水质软化、定期除垢等方式控制水垢生成，保障设备安全高效运行。