Water moleculen kunnen uit elkaar vallen in H3O+ en OH-. (Dit komt doordat een waterstof ion van het ene watermolecuul aan het ander wordt overgedragen. Er blijft dan een OH- ion achter).
Voor het gemak schrijven we dit meestal als:
H2O ⇋ H+ + OH-
Dit is een omkeerbare reactie. Het evenwicht ligt ver naar links. In zuiver water is de concentratie van elk ion 10-7. Omdat de pH de negatieve logaritme is uit de H+ concentratie, heeft zuiver water dus een pH (zuurgraad) van 7.
Als een zuur oplost in water, komen er meer H+ ionen in het water. De oplossing wordt zuurder.
Basen maken een oplossing minder zuur, doordat ze de H+ ionen wegvangen.
Als we het over zuren en basen hebben, wordt er vaak gesproken over "sterk" en "zwak". Simpel gezegd vallen sterke zuren en basen in water vrijwel volledig uiteen in ionen, terwijl hun zwakke zuren en basen slechts gedeeltelijk ioniseren. Bij het oplossen van eenzelfde hoeveelheid sterk en zwak zuur zullen in het eerste geval dus meer protonen vrijkomen. Daarom is de pH lager in het geval van een sterk zuur.