Anledningen till att rent vatten anses vara neutralt med avseende på pH är att det har en lika stor koncentration av vätejoner (H+) och hydroxidjoner (OH-). pH-skalan mäter surheten eller basiciteten hos en lösning på en skala från 0 till 14, där 7 är neutral. När koncentrationen av H+-joner är större än koncentrationen av OH-joner är lösningen sur och har ett pH-värde lägre än 7. Omvänt, när koncentrationen av OH-joner är större än koncentrationen av H+-joner, är lösningen basisk och har ett pH-värde högre än 7.

När det gäller rent vatten sker autojonisering av vatten, vilket är en process där en vattenmolekyl splittras i H+ och OH- joner. Jämviktskonstanten för denna process är mycket liten, vilket indikerar att koncentrationen av H+ och OH- joner i rent vatten är mycket låg. Vid rumstemperatur (25°C) är koncentrationen av H+ och OH- joner i rent vatten cirka 1 x 10-7 mol per liter. Därför är pH för rent vatten mycket nära 7, vilket anses vara neutralt.