使用者在測(cè)pH時(shí)，并不是直接在測(cè)氫離子（H+）的濃度，而是在測(cè)氫離子活動(dòng)程度的負(fù)對(duì)數(shù)值。這就可以測(cè)出溶液內(nèi)氫離子的有效濃度。

　　　pH=-log[H+]

　　這樣，pH 7就等于10-7M（摩爾）時(shí)的氫離子活動(dòng)程度。由于在水溶液中水游離入氫離子（H+）和氫氧根離子（OH-）內(nèi)，因此按以下平衡反應(yīng)對(duì)pH進(jìn)行描述。
　　　H2O=H+ +OH-

　　大多數(shù)pH讀數(shù)范圍是0到14。氫離子活動(dòng)程度比水大的溶液（pH<7）是酸性的；比水小的（pH>7）是堿性的。

　　使用電極測(cè)pH時(shí)是通過(guò)測(cè)電位實(shí)現(xiàn)的。就是說(shuō)，測(cè)量是以電信號(hào)為依據(jù)的。pH電極在接觸溶液時(shí)，其玻璃膜上會(huì)形成一隨pH變化而變化的電勢(shì)，且該電勢(shì)需另一個(gè)恒定的電勢(shì)來(lái)進(jìn)行比較。參比電極就是用來(lái)提供這一恒定電勢(shì)的，它不會(huì)因溶液中pH值的濃度而變化。

在酸性或堿性溶液內(nèi)，膜外表面上的電勢(shì)與氫離子活動(dòng)程度的變化成線(xiàn)性比，計(jì)算公式如下：

　　E=E0+（2.3RT/nF）log[H+]

此處

E = 總的電勢(shì)差（以mV測(cè)量）

E0 = 標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)

R = 氣體常量

T = 溫度

n = 電子數(shù)量

F = 法拉第常量

[H+] = 氫離子活度

　　任何溶液的pH都受溫度的影響，電極的輸出電壓和pH的變化成線(xiàn)性關(guān)系。溶液的溫度決定這一線(xiàn)性反應(yīng)的斜率。25°C時(shí)，一個(gè)pH單位對(duì)應(yīng)于59.16mV，這是所有校正都要參考使用的標(biāo)準(zhǔn)電壓和溫度。一支pH電極由兩部分組成；指示電極和參比電極。如今，在多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合下這兩部分都做入同一支復(fù)合電極殼體內(nèi)。