pH测量几乎是所有水质应用中的重要参数。在废水处理中，pH值排放许可作为一部分进行调节，并且许多处理过程都依赖于pH值。在环境采样和监测中，pH值都高或低可以表明存在照明。
pH值在食品工业中很重要，因为它在食物的味道（酸性=新鲜，中性=平淡，碱性=不可食用）和保存中发挥着重要作用。在生物技术中，在免疫测定溶液的生产中过程中必须密切监测pH值。这些只是pH值作为养殖应用中的一部分的重要测量值。
pH值描述了溶液的酸性或碱性程度。水溶液是否发生酸反应或碱反应取决于其氢离子（H+）的含量。事实上，“pH”源自拉丁语，是“potia Hydrogenii”（氢的力量）的缩写。
由于水的自解离，即使是化学纯的中性水也含有氢离子[1]。在这个过程中，水分子被分解成更简单的成分（即离子）。
[1] H 2 O ⇔ H + + OH -
在该反应中，H 2 O被去质子化（即失去质子）。这导致形成带正电的氢离子（H + ）和带负电的氢氧根离子（OH - ）。氢离子通常用来代表质子。
氢离子不会长期保持游离质子状态，因为它很快就会形成被周围的非离子水分子水合。氢离子（水合氢离子）的如方程 [2] 所示：
[2] H 2 O + H + ⇔ H 3 O +
在平衡条件（750 mmHg 和 25 °C）下，1 L 纯中性水含有 10 -7 mol H + 和 10 -7 mol OH - 离子。
酸是释放出氢离子（即质子）的物质，因此如果溶液中氢离子含量多于中性水中，则溶液被认为是酸性的。
碱是接受氢离子的物质。当碱溶解在水中时，它们会与搅拌分离形成一些氢离子。碱性溶液比中性水含有较少的氢离子。
在25℃时，如果水中含有超过10 -7 mol/L的氢离子，则被认为是酸性的；如果水中含有少于10 -7 mol/L的氢离子，则被认为是碱性的。
酸和碱相互作用，形成水和盐。一个例子是氢氧化钠（NaOH）和盐酸（HCl）的反应，如下式[3]所示：
[3] NaOH + HCl ⇔ NaCl + H 2 O
酸和碱之间的反应涉及质子的转移。在上述形成酸碱反应中，HCl（酸）向NaOH（碱）提供质子、氯化钠（NaCl)和水。
