使用者在测ph仪时，并不是直接在测氢离子（h+）的浓度，而是在测氢离子活动程度的负对数值。这就可以测出溶液内氢离子的有效浓度。
这样，ph 7就等于10-7m（摩尔）时的氢离子活动程度。由于在水溶液中水游离入氢离子（h+）和氢氧根离子（oh-）内，因此按以下平衡反应对ph进行描述。
大多数ph读数范围是0到14。氢离子活动程度比水大的溶液（ph<7）是酸性的；比水小的（ph>7）是碱性的。
使用电极测ph时是通过测电位实现的。就是说，测量是以电信号为依据的。ph电极在接触溶液时，其玻璃膜上会形成一随ph变化而变化的电势，且该电势需另一个恒定的电势来进行比较。参比电极就是用来提供这一恒定电势的，它不会因溶液中ph值的浓度而变化。
任何溶液的ph都受温度的影响，电极的输出电压和ph的变化成线性关系。溶液的温度决定这一线性反应的斜率。25°c时，一个ph单位对应于59.16mv，这是所有校正都要参考使用的标准电压和温度。一支ph电极由两部分组成；指示电极和参比电极。如今，在多数应用场合下这两部分都做入同一支复合电极壳体内。