Il motivo per cui l'acqua pura è considerata neutra rispetto al pH è che ha una uguale concentrazione di ioni idrogeno (H+) e ioni idrossido (OH-). La scala del pH misura l'acidità o la basicità di una soluzione su una scala da 0 a 14, dove 7 indica la neutralità. Quando la concentrazione di ioni H+ è maggiore della concentrazione di ioni OH-, la soluzione è acida e ha un valore di pH inferiore a 7. Viceversa, quando la concentrazione di ioni OH- è maggiore della concentrazione di ioni H+, la soluzione è basico e ha un valore di pH superiore a 7.

Nel caso dell'acqua pura, avviene l'autoionizzazione dell'acqua, che è un processo in cui una molecola d'acqua si divide in ioni H+ e OH-. La costante di equilibrio di questo processo è molto piccola, indicando che la concentrazione di ioni H+ e OH- nell'acqua pura è molto bassa. A temperatura ambiente (25°C), la concentrazione di ioni H+ e OH- nell'acqua pura è di circa 1 x 10-7 moli per litro. Pertanto, il pH dell'acqua pura è molto vicino a 7, che è considerato neutro.