A razão pela qual a água pura é considerada neutra em relação ao pH é que ela tem uma concentração igual de íons hidrogênio (H+) e íons hidróxido (OH-). A escala de pH mede a acidez ou basicidade de uma solução em uma escala de 0 a 14, sendo 7 neutro. Quando a concentração de íons H+ é maior que a concentração de íons OH-, a solução é ácida e tem um valor de pH menor que 7. Por outro lado, quando a concentração de íons OH- é maior que a concentração de íons H+, a solução é básico e tem um valor de pH superior a 7.

No caso da água pura, ocorre a autoionização da água, que é um processo onde uma molécula de água se divide em íons H+ e OH-. A constante de equilíbrio para este processo é muito pequena, indicando que a concentração de íons H+ e OH- na água pura é muito baixa. À temperatura ambiente (25°C), a concentração de íons H+ e OH- em água pura é de aproximadamente 1 x 10-7 moles por litro. Portanto, o pH da água pura é muito próximo de 7, que é considerado neutro.