El agua se puede considerar como un ácido debido a su capacidad para ionizarse dando un protón y como una base por dar un anión hidróxido:

H-O-H H⁺ + OH^-

La concentración de iones hidrógeno en las disoluciones acuosas está comprendida entre valores superiores a 1 M y menores a 10^-14 M. Por conveniencia, las concentraciones de H⁺ se expresan en una escala logarítmica, como pH. El pH de una disolución es el logaritmo negativo de su concentración de H⁺, o:

Por tanto, una concentración de H⁺ de 10^-7 M tiene un pH de 7,0. En el agua pura, hay siempre el mismo número de H⁺ y de OH^-, y el pH se define como neutro. (Nótese que el pH neutro no es siempre exactamente igual a 7,00; si se eleva la temperatura, se disocia más H₂O y el pH será más bajo). Los ácidos son una fuente de H⁺ y hacen que el pH disminuya desde la neutralidad. Por el contrario, las bases captan H⁺ de la disolución y esto hace que el pH sea superior al neutro.