Wanneer zwavelzuur met water wordt gemengd, vindt er een chemische reactie plaats. Het zuur dissocieert in waterstofionen (H+) en sulfaationen (SO42-), terwijl de watermoleculen dissociëren in waterstofionen en hydroxide-ionen (OH-). De waterstofionen uit het zuur reageren vervolgens met de hydroxide-ionen uit het water om watermoleculen te vormen. Deze reactie produceert warmte en geeft energie vrij, wat een chemische verandering is.

De resulterende oplossing bevat hydroniumionen (H3O+) en sulfaationen en vertoont andere eigenschappen vergeleken met het oorspronkelijke zwavelzuur en water.