pH值的計算公式如下：其中[H]指的是溶液中氫離子的活度（有時也被寫為[H3O]，水合氫離子活度），單位為摩爾/升。
在稀溶液中，氫離子活度約等于氫離子的濃度，可以用氫離子濃度來進行近似計算。在標準溫度和壓力下，pH=7的水溶液（如：純水）為中性，這是因為水在標 準溫度和壓力下自然電離出的氫離子和氫氧根離子濃度的乘積（水的離子積常數）始終是1×10^-14，且兩種離子的濃度都是1×10^-7mol/L。
pH值小于7說明H的濃度大于OH的濃度，故溶液酸性強，而pH值大于7則說明H的濃度小于OH的濃度，故溶液堿性強。所以pH值愈小，溶液的酸性愈強；pH愈大，溶液的堿性也就愈強。
在非水溶液或非標準溫度和壓力的條件下，pH=7可能并不代表溶液呈中性，這需要通過計算該溶劑在這種條件下的電離常數來決定pH為中性的值。如373K（100℃）的溫度下，pH=6為中性溶液。
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