純水中のH+とOHIONIONの両方が存在する理由は、水分子の極性にあります。酸素と水素の間の電気陰性度の違いにより、酸素原子は電子をそれ自体にわずかに引き付け、酸素端にわずかな負電荷と分子の水素端にわずかな正電荷を生み出します。これにより、他の水分子がこれらの部分的に帯電した領域と相互作用することができ、ある水分子から別の水分子への水素イオン（プロトン）が時折移動することができます。
純水中のこれらのイオンの濃度は非常に低く（1リットルあたり約1 x 10^-7モル）、水のpHとその酸性または塩基性の性質を決定するのは、H+とOHIONIONのこのバランスです。 H+イオンの濃度が増加または減少するこのバランスからの偏差は、それぞれ酸性または基本的な溶液をもたらします。
