Der pH-Wert ist ein Maß für den sauren oder basischen Charakter einer wässrigen Lösung. Später wurde die Wasserstoffionen-Aktivität im Zusammenhang mit einer konventionellen pH-Skala eingeführt. Sie basiert auf einem festgelegten Messverfahren mit achat aspirine ph8 Standardlösungen, woraus eine operationelle Definition des pH-Werts festgeschrieben wurde.

Diese Definition dient der möglichst hohen Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit von pH-Messungen. Wasserstoffionenexponent zu sprechen geht auf das Säure-Base-Konzept nach Arrhenius zurück. Die exakte Definition des pH-Wertes wird bei einfachen Berechnungen jedoch selten verwendet. Analog zum pH-Wert wurde auch ein pOH-Wert definiert.

Damit ist der Logarithmus der Aktivität von Wasser gleich null. Weitere Erläuterungen finden sich im Artikel Oxonium und Autoprotolyse. Lösungsmittel LH definiert, die Protonen übertragen können. Auch diese beruhen auf der Autoprotolyse des jeweiligen Lösungsmittels. Die Gleichgewichtskonstante K ist hier im Allgemeinen kleiner als beim Ionenprodukt des Wassers. Durch diese Größe wird die Skala und der neutrale Wert des pH-Wertes bestimmt. Werden Säuren in Wasser gelöst, geben diese durch die Dissoziation Wasserstoffionen an das Wasser ab, der pH-Wert der Lösung sinkt.

Werden Basen gelöst, geben diese Hydroxidionen ab, die Wasserstoffionen aus der Dissoziation des Wassers binden. Die pH-Skala wird nur begrenzt durch die Löslichkeiten von Säuren oder Basen in Wasser. Die meisten pH-Elektroden verhalten sich im Messbereich zwischen 0 und 14 annähernd linear. Annähernd konstante Unterschiede im gemessenen Elektrodenpotential entsprechen also gleichen Unterschieden im pH-Wert. Nach internationaler Konvention können pH-Werte nur in diesem Bereich direkt gemessen werden. Lösungen einer schwachen Säure und eines ihrer Salze oder einer schwachen Base und eines ihrer Salze ergeben Pufferlösungen.

1 multiplizierten logarithmierten Wert ihrer Säurekonstanten bzw. Zutritt von Kohlenstoffdioxid nicht verhindert, stellt sich ein pH-Wert von knapp 5 ein. Die pH-Werte von Lösungen sind temperaturabhängig. Die Lösung hat einen pH-Wert von etwa 4,5. Temperatur, so treten drei gekoppelte Effekte auf. Der erste ist der weitaus wichtigste.