人體內的化學反應都是在體液中進行，不少化學反應受體液酸堿度的影響。任何溶液都有酸堿度，即使純水也是一種微弱的電解質，由于純水中亦有一小部分的水分子電離成H+和OH－保持電離平衡，不管H+濃度與OH－濃度如何改變，[H+]與[OH－]的乘積仍即是水的離子積常數Kw，血氣分析儀就是根據這一原理進行檢測的。也就是說，向純水中加酸時，H+濃度增加多少倍，則OH－濃度就降低多少倍；反之，向純水中加堿時，H+濃度降低多少倍，則OH－濃度就增加多少倍。所以，對某種水溶液，只要知道H+濃度就必然可以求出OH－濃度。習慣上不少醫療設備采用H+濃度來表示溶液的酸堿度，純水H+濃度為1×10-7mol/L，血液H+為3.98×10-8mmol/L。由于H+濃度太低，丹麥索楞遜于1909年首先使用H+濃度的負對數來表示溶液的酸堿度，稱為pH值； pH=-lg[H+]

用pH值表示溶液或血液酸堿度使用方便。

溶液pH值可利用比色法（如pH試紙）和電位法（如酸度汁）進行測定，前者一般可正確到0.2-0.3pH，后者精確度一般可達0.01-0.02pH單位。

血液pH之所以能恒定在較狹窄的正常范圍內，主要是體內有一整套調節酸堿平衡的措施。首當其沖的是血液的緩沖作用。血液緩沖體系很多，以血漿中[HCO3－]/[H2CO3]體系最為重要，由于：①HCO3－的含量較其它緩沖體系高；②HCO3－濃度與H2CO3濃度比值為20:1，緩沖酸的能力遠遠比緩沖堿的能力大，這是血漿中其它緩沖對無法相比的；③HCO3－與H2CO3的濃度易于調節。

血液pH主要是由[HCO3－]/[H2CO3]緩沖對所決定，據H-H公式運算：

pH=pKa＋lg[HCO3－]/[H2CO3]

式中pKa值為6.1(37℃)

當血漿HCO3－為27.0mmol/L，H2CO3為1.35mmol/L時，血漿pH值是：

pH=6.1＋lg27/1.35

=6.1＋lg20/1

=6.1＋1.3

=7.40

另外，血漿中H2CO3可通過PCO2進行運算即：

pH=pKa＋lg[HCO3－]/[αPCO2] 式中α為CO2溶解常數，37℃時α為0.03mmol/L。已知上式中pH、HCO3－、PCO2的任兩個數值亦可算出第三個數值。