إن pH المحلول هو قياس لتركيز شوارد الهيدروجين الموجبة، والتي تعتبر مقياس لمدى حموضة المحلول إن الماء النقي يتفكك جزئيا إلى تراكيز متساوية لكل من شوارد الهيدروجين والهيدروكسيل OH .

إن وجود فائض من شوارد الهيدروجين تجعل المحلول حمضياً، في حين أن قلة شوارد الهيدروجين أو وجود فائض من شوارد الهيدروكسيل تجعل من المحلول قلوياً.

إن ثابت التوازن لهذا التفاعل K_w عبارة عن حاصل جداء تركيزي ^|+H و ^-OH ويساوي إلى ^14-x101. يمكن التعبير عن هذه العلاقة كما يلي:

حيث أن [⁺H] و [^-OH] تركيزي شوارد الهيدروجين والهيدروكسيل مقدراً بواحدة مول ليتر ، في الماء النقي يكون:

إن تركيز شوارد الهيدروجين مهم جداً في المحاليل المائية، وعوضاً عن استخدام تركيز مول / ليتر فإنه تم الاستعاضة عنه بعدد كمي هو الـ pH يحسب من العلاقة:

في المحاليل المتعادلة يكون تركيز شوارد الهيدروجين مساوياً ^7-x101 وبالتالي فإن قيمة الـ pH ستكون مساوية  7 ، وعند تراكيز أعلى لشوارد الهيدروجين فإن قيمة pH المحلول ستكون أقل من 7.

تتراوح قيم pH المحاليل من القيمة 0 ( في محلول شديد الحموضة من أجل تركيز لشوارد الهيدروجين H 1مول / ليتر ) حتى القيمة 14 ( في المحلول القلوي ) . إن المحاليل التي يكون فيها تركيز شوارد " أكبر من 1 مول/ليتر تكون قيمة pH المحلول سالبة. يتم قياس pH حالياً بشكل متداول من خلال استخدام أجهزة إلكترونية. يقوم إلكترود حساس لتركيز شوارد الهيدروجين بتحويل الإشارة إلى تيار كهربائي، إن تحديد pH المحلول مؤشرهام خلال معظم مراحل معالجة المياه.

إن الكائنات المائية حساسة للغاية تجاه تغيرات قيم الـ pH، وتتطلب المعالجة الحيوية إما ضبط أو مراقبة هذه التغيرات على غرار عملية التعقيم ومراقبة التآكل ضمن معالجة المياه، فإن تحديد الـ pH هام لتأكيد استخدام المعالجة الكيميائية الصحيحة كثيراً ما تتسبب مياه الصرف الجوفية بتشكيل حمض الكبريت (تراكيز مرتفعة من ⁺H ) الذي يكون خطراً على الحياة المائية.