pH er et mål for, hvor mange oxoniumioner, H₃O⁺, der er i en opløsning:
Definition
pH = −log[H₃O⁺] og [H₃O⁺] = 10−pH M
Ét trin ned på skalaen er 10 gange flere H₃O⁺. To trin er 10 · 10 = 100 gange. Fra pH 0 til pH 14 er der 14 trin, altså en faktor 10¹⁴. Skalaen stopper ikke ved 0 og 14: meget stærke syrer kan have pH under 0, og meget stærke baser pH over 14.
Vand indeholder altid både H₃O⁺ og OH⁻. Ved 25 °C er produktet af koncentrationerne det samme i alle vandige opløsninger:
Vands ionprodukt ved 25 °C
[H₃O⁺] · [OH⁻] = 1,0 · 10⁻¹⁴ M²
Når der bliver 10 gange flere H₃O⁺, bliver der derfor 10 gange færre OH⁻. Under pH 7 er der flest H₃O⁺, og opløsningen er sur. Ved pH 7 er der lige mange, og den er neutral. Over pH 7 er der flest OH⁻, og den er basisk.
Fortyndes en syre 10 gange, bliver der 10 gange færre H₃O⁺, og pH stiger ét trin. Men pH kommer aldrig over 7, fordi vandet selv har lige mange H₃O⁺ og OH⁻.