När kalciumklorid (CaCl2) löses i vatten omger och löser vattenmolekylerna kalcium- och kloridjonerna. De positivt laddade kalciumjonerna (Ca2+) attraherar de negativt laddade syreatomerna i vattenmolekylerna, medan de negativt laddade kloridjonerna (Cl-) attraherar de positivt laddade väteatomerna i vattenmolekylerna. Detta resulterar i bildandet av en hydratiseringssfär runt varje jon.

Vattenmolekylerna i hydratiseringssfären hålls på plats av elektrostatiska krafter och vätebindningar. Styrkan i dessa interaktioner avgör omfattningen av hydrering. Kalciumjoner är starkare hydratiserade än kloridjoner eftersom de har en högre laddningstäthet. Det betyder att kalciumjoner omges av ett större antal vattenmolekyler än kloridjoner.

Hydratiseringen av kalciumklorid sänker vattnets fryspunkt och höjer vattnets kokpunkt. Detta beror på att de hydratiserade jonerna stör bildandet av iskristaller och vattenånga.