De reden dat zuiver water als pH-neutraal wordt beschouwd, is dat het een gelijke concentratie waterstofionen (H+) en hydroxide-ionen (OH-) heeft. De pH-schaal meet de zuurgraad of basiciteit van een oplossing op een schaal van 0 tot 14, waarbij 7 neutraal is. Wanneer de concentratie H+ ionen groter is dan de concentratie OH-ionen, is de oplossing zuur en heeft een pH-waarde lager dan 7. Omgekeerd, wanneer de concentratie OH-ionen groter is dan de concentratie H+ ionen, is de oplossing basisch en heeft een pH-waarde groter dan 7.

In het geval van zuiver water vindt auto-ionisatie van water plaats, een proces waarbij een watermolecuul zich splitst in H+ en OH-ionen. De evenwichtsconstante voor dit proces is erg klein, wat aangeeft dat de concentratie van H+ en OH-ionen in zuiver water erg laag is. Bij kamertemperatuur (25°C) bedraagt ​​de concentratie H+ en OH-ionen in zuiver water ongeveer 1 x 10-7 mol per liter. Daarom ligt de pH van zuiver water zeer dicht bij 7, wat als neutraal wordt beschouwd.