Cuando el cloruro de calcio (CaCl2) se disuelve en agua, las moléculas de agua rodean y solvatan los iones de calcio y cloruro. Los iones de calcio cargados positivamente (Ca2+) atraen los átomos de oxígeno cargados negativamente de las moléculas de agua, mientras que los iones de cloruro cargados negativamente (Cl-) atraen los átomos de hidrógeno cargados positivamente de las moléculas de agua. Esto da como resultado la formación de una esfera de hidratación alrededor de cada ion.

Las moléculas de agua en la esfera de hidratación se mantienen en su lugar mediante fuerzas electrostáticas y enlaces de hidrógeno. La fuerza de estas interacciones determina el grado de hidratación. Los iones de calcio están más fuertemente hidratados que los iones de cloruro porque tienen una mayor densidad de carga. Esto significa que los iones de calcio están rodeados por una mayor cantidad de moléculas de agua que los iones de cloruro.

La hidratación del cloruro de calcio reduce el punto de congelación del agua y aumenta el punto de ebullición del agua. Esto se debe a que los iones hidratados interfieren con la formación de cristales de hielo y vapor de agua.