水在化學上是中性的，某些水分子自發地按照下式分解： H2O=H++OH-， 即分解成氫離子和氫氧根離子。在中性溶液中，氫離子H+和氫氧根離子0H-的濃度都是10~ 7mol/l, pH值是氫離子濃度以10為底的對數的負數： pH=-log,因此中性溶液的pH值等于7。

水的pH值隨著所溶解的物質的多少而定，因此pH值能靈敏地指示出水質的變化情況。pH值的變化對生物的繁殖和生存有很大影響，同時還嚴重影響活性污泥生化作用，即影響處理效果，污水的pH值一般控制在6.5~7之間。

如果有過量的氫離子，則pH值小于7，溶液呈酸性；反之， 氫氧根離子過量，則溶液呈堿性。pH值通常用電位法測量，通常用一個恒定電位的參比電極和測量電極組成--個原電池，原電池電動勢的大小取決于氫離子的濃度，也取決于溶液的酸堿度。

測量電極上有特殊的對pH反應靈敏的玻璃探頭，它是由能導電、能滲透氫離子的特殊玻璃制成，具有測量精度高、抗干擾性好等特點。當玻璃探頭和氫離子接觸時，就產生電位。電位是通過懸吊在氯化銀溶液中的銀絲對照參比電極測到的。pH值不同，對應產生的電位也不一樣，通過變送器將其轉換成標準4~ 20mA輸出。