Mange stoffer opløses i vand og ændrer på hydrogenionkoncentrationen. Stoffer der producerer hydrogenioner direkte når de opløses i vand, kaldes syrer og stoffer der producerer hydroxylioner direkte når de opløses i vand, kaldes for baser. For at behandle disse to aspekter af kemi mere præcist, behøves et kvantitativt system for at udtrykke surhedsgrad eller basiciteten (alkaliniteten). Dette behov kunne blive opfyldt ved at bruge værdien af [H⁺], hvor [H⁺] er angivet i mol/liter, til at angive surhedsgraden. Men i de fleste tilfælde er [H⁺] værdien i området 10^-1 til 10^-14 mol/liter. Fordi tal i denne størrelsesorden er upraktiske at arbejde med, er der udtænkt et andet system til at angive surhedsgraden i fortyndede opløsninger. Dette system er baseret på en mængde kaldet pH. pH er defineret som den negative logaritme af hydrogen koncentrationen, repræsenteret som [H⁺] i mol/liter:

Den negative logaritme er specificeret, fordi logaritmen af et hvert tal mindre end 1 er negativ; ved at gange med -1 opnås værdien af pH dermed at blive positiv i det område vi er interesseret i. (Begrebet pH blev først defineret af den danske kemiker S. P. L Sørensen og er udledt af p for det danske ord ”potens” og H for hydrogen.).

Eksempel 1:

Hydrogenkoncentrationen, [H⁺], i en opløsning er 4,8 · 10^-8 mol/liter. Hvad er opløsningens pH?

Eksempel 2:

pH i en opløsning er 3,83. Hvad er hydrogenkoncentrationen i opløsningen?