La posibilidad de que una solución done o acepte iones de hidrógeno determina si se trata de un ácido o una base. Las soluciones ácidas donan protones, mientras que las bases o las soluciones alcalinas pueden aceptar protones. El agua pura tiene el mismo número de iones de hidrógeno para dar protones e iones de hidróxido para recibirlos, por lo que es una solución neutra.

El pH es una medida de la acidez o la basicidad de una solución a base de agua, determinada por la concentración de iones de hidrógeno. En un litro de agua pura, hay 1x10^-7 moles de iones de hidrógeno. Sin embargo, la amplia gama de concentraciones de iones de hidrógeno presentes en soluciones a base de agua hace que la medición del pH en los lunares sea engorrosa. Así, Así, se desarrolló una escala de pH en la que se convierten moles de iones de hidrógeno utilizando el negativo del logaritmo base 10. El pH de agua pura, entonces, es 7, que representa una solución neutra. La mayoría de las soluciones tienen un pH entre 0 y 14, pero algunas soluciones, como el carborano (con un pH de -18), superan esto. Un litro de carborano tiene 1x10¹⁸ moles de iones de hidrógeno.

Cuando se acumulan iones de hidrógeno libres y sin ataduras, como con el carborano, la solución es ácida, y el valor de pH cae por debajo de 7. El café, el jugo de limón y el ácido gástrico (jugos digestivos) son soluciones ácidas, con pHs alrededor de 4,5, 2,5 y 1,5, respectivamente.

Las soluciones con valores de pH superiores a 7 tienen concentraciones de iones de hidrógeno más bajas y son alcalinas. En estas soluciones, los iones de hidrógeno se unen a otros componentes, como los grupos hidroxilo. Esto disminuye el número total de iones de hidrógeno libres y aumenta el valor de pH. El agua salada y el agua jabonosa son ejemplos de soluciones alcalinas, con pHs de aproximadamente 8 y 12, respectivamente.

Los búferes previenen grandes cambios en el pH absorbiendo o liberando iones de hidrógeno. Debido a que la mayoría de las funciones biológicas ocurren en condiciones de pH casi neutrales, aproximadamente 7,35 a 7,45, los tampones son críticos. Por ejemplo, la sangre se vuelve ácida con demasiado dióxido de carbono. El bicarbonato actúa como un amortiguador y devuelve la sangre a un pH homeostático. El bicarbonato también se utiliza para amortiguar el quimo a medida que se mueve del estómago al intestino delgado. Sin ella, la acidez de los alimentos digeridos dañaría el revestimiento del intestino.