當鹽溶解在水中時，陰離子和陽離子會分別吸引極性水分子的正極和負極一端，從而形成水合離子。陽離子通常都比陰離子小，所以與水分子間的吸引力遠比陰離子強，能形成比較穩定或相當穩定的水合離子，以致有些鹽從溶液中結晶析出時，晶體內仍帶有一定個數的水分子。鈉離子水合物的亞分子級分辨成像。從左至右，依次為五種離子水合物的原子結構圖、掃描隧道顯微鏡圖、原子力顯微鏡圖和原子力成像模擬圖。圖像尺寸：1.5 nm ×1.5 nm。 陽離子水合能力的大小，主要決定於陽離子的大小和所帶電荷的多少。陽離子的半徑越小，電荷越多，水合能力就越大。在鹼金屬中，除半徑小的Li＋、Na＋離子能形成水合離子時，其餘的K＋、Rb＋、Cs＋離子都不易形成水合離子。對鹼土金屬來說，由於電荷增多，半徑減小，形成水合離子的傾向增大。不過這種傾向，同樣隨著鹼土金屬離子半徑的增大而減小。陽離子所吸引的水分子數目同樣與半徑和電荷有關，半徑較大、電荷較多的陽離子，既有較強的水合傾向，又能吸引較多的水分子 。
圖中所示是一個負離子和六個水分子結合，形成正八面體結構，實例有氯離子（Cl-） 和溴離子（Br-）。除此之外，還有一個離子和四個水分子結合，形成正四面體的情況，如銨離子（NH4+）；一個離子和二十個水分子結合，如 Na+(H2O)20。；還有一個離子和其它數目的水分子結合的情況。