为了便于理解和说明pH，首先阐述一下水的电离和水的离子积常数．
水是一种极弱的
电解质，可以发生微弱的电离，其
电离方程式为：H2O+H2O≒H3O+ + OH-,简写为H2O≒H+ + OH-,是一个吸热过程。水的电离受温度影响,加酸加碱都能抑制水的电离.水的电离是
水分子与水分子之间的相互作用而引起的，因此极难发生。实验测得，25℃时1L纯水中只有1×10^(-7)mol的水分子发生电离。由水分子电离出的H+和OH-数目在任何情况下总相等。25℃时，纯水中[H+]=[OH-]=1×10^(-7)mol/L.
[H+]·[OH-]=K(W),其中K(W)称作水的离子积常数,简称水的离子积;[H+]和[OH-]是分别是指整个溶液中氢离子和
氢氧根离子的总
物质的量浓度.K(W)只随温度变化而变化,是温度常数.如25℃,[H+]=[OH-]=1×10^(-7)mol/L,K(W)=1×10^(-14);100℃时,[H+]=[OH-]=1×10^(-6)mol/L,K(W)=1×10^(-12).
溶液酸性、中性或碱性的判断依据是：[H+]和[OH-]的浓度的相对大小．在任意温度时溶液[H+]>[OH-]时呈酸性，[H+]=[OH-]时呈中性，[H+]<[OH-]时呈碱性．但当溶液中[H+]、[OH-]较小时，直接用[H+]、[OH-]的大小关系表示溶液酸碱性强弱就显得很不方便．为了免于用氢离子浓度负冥指数进行计算的繁琐，
丹麦生物化学家泽伦森（Soernsen）在1909年建议将此不便使用的数值用
对数代替，并定义为"
pH值"。数学上定义pH值为氢离子浓度的常用对数负值，即：
pH=-lg[H+].
所以说PH只能在0-14之间