人体内的化学反应都是在体液中进行，不少化学反应受体液酸碱度的影响。任何溶液都有酸碱度，即使纯水也是一种微弱的电解质，由于纯水中亦有一小部分的水分子电离成H+和OH－保持电离平衡，不管H+浓度与OH－浓度如何改变，[H+]与[OH－]的乘积仍即是水的离子积常数Kw，血气分析仪就是根据这一原理进行检测的。也就是说，向纯水中加酸时，H+浓度增加多少倍，则OH－浓度就降低多少倍；反之，向纯水中加碱时，H+浓度降低多少倍，则OH－浓度就增加多少倍。所以，对某种水溶液，只要知道H+浓度就必然可以求出OH－浓度。习惯上不少医疗设备采用H+浓度来表示溶液的酸碱度，纯水H+浓度为1×10-7mol/L，血液H+为3.98×10-8mmol/L。由于H+浓度太低，丹麦索楞逊于1909年首先使用H+浓度的负对数来表示溶液的酸碱度，称为pH值； pH=-lg[H+]

用pH值表示溶液或血液酸碱度使用方便。

溶液pH值可利用比色法（如pH试纸）和电位法（如酸度汁）进行测定，前者一般可正确到0.2-0.3pH，后者精确度一般可达0.01-0.02pH单位。

血液pH之所以能恒定在较狭窄的正常范围内，主要是体内有一整套调节酸碱平衡的措施。首当其冲的是血液的缓冲作用。血液缓冲体系很多，以血浆中[HCO3－]/[H2CO3]体系最为重要，由于：①HCO3－的含量较其它缓冲体系高；②HCO3－浓度与H2CO3浓度比值为20:1，缓冲酸的能力远远比缓冲碱的能力大，这是血浆中其它缓冲对无法相比的；③HCO3－与H2CO3的浓度易于调节。

血液pH主要是由[HCO3－]/[H2CO3]缓冲对所决定，据H-H公式运算：

pH=pKa＋lg[HCO3－]/[H2CO3]

式中pKa值为6.1(37℃)

当血浆HCO3－为27.0mmol/L，H2CO3为1.35mmol/L时，血浆pH值是：

pH=6.1＋lg27/1.35

=6.1＋lg20/1

=6.1＋1.3

=7.40

另外，血浆中H2CO3可通过PCO2进行运算即：

pH=pKa＋lg[HCO3－]/[αPCO2] 式中α为CO2溶解常数，37℃时α为0.03mmol/L。已知上式中pH、HCO3－、PCO2的任两个数值亦可算出第三个数值。