Hartkäse haben einen Wasseranteil in der fettfreien Käsemasse von höchstens 56 %, in der Regel aber weniger. Ihr Trockenmasseanteil liegt normalerweise bei mindestens 60 %. Sie sind damit die „trockensten" Käse überhaupt.

Hartkäse wird mindestens drei Monate gereift, Extrahartkäse mindestens 18 Monate. Vollreife Exemplare werden aber nicht selten bis zu drei Jahre und länger liegen gelassen. Bei manchen Sorten gibt es industriell hergestellte Varianten aus pasteurisierter Milch, die in Folie gereift werden. Sie benötigen weniger Zeit, sind aber deutlich weicher und auch weniger geschmackvoll.

Die traditionell hergestellten Hartkäse entwickeln während ihrer langen Reifezeit ihr intensives, würziges, oft herbes Aroma. In der Trockenmasse weist der Großteil der Hartkäse mindestens 45 % Fett auf. Sie gehören damit zu den Käsen der Vollfettstufen. Daneben gibt es aber auch weniger fette Hartkäse, die zur Dreiviertelfettstufe (30 % oder mehr) oder Fettstufe (40 % oder mehr) gehören. Durch den Wasserentzug während der Lagerung und den vergleichsweise hohen Fettanteil sind Hartkäse besonders lange haltbar.

Bei der Produktion wird Käsemasse durch Einsatz von Lab (tierischen Enzymen) „dickgelegt", das heißt, zu fester Konsistenz gebracht. Die so entstandene Gallere oder Dickete wird mit einer Käseharfe in sehr kleine Stücke gebrochen, damit so viel Molke wie möglich abfließen kann.

Der Bruch wird erwärmt - Hartkäse auf 50 °C Extrahartkäse auf 55 °C -, um möglichst viel Flüssigkeit zu entziehen. Danach werden die Käselaibe geformt, in Salzlake getaucht und zur Reifung eingelagert.

Während ihrer Reifezeit werden viele Hartkäse immer wieder mit Salz eingerieben und gebürstet - wiederum, um den Laibe zu dehydrieren. Während dieses Prozesses entsteht auch die Rinde, die sich bei der Folienreifung noch bildet.

Foliengereifte Hartkäse erhalten eine künstliche Ummantelung durch Paraffin oder Wachs. Die würzigen Hartkäse werden im Reifestadium fest, dass man sie kaum mehr schneiden kann. Auch Verzehr auf Brot sind manche zu intensiv und hart. Sie werden als „Reibkäse" oder „Dessertkäse" eingesetzt der italienischen Küche vor allem über Pasta gerieben oder gehobelt beziehungsweise nach dem Menü als Begleiter zum Wein gereicht.