イオン化すると、完全に水素イオン (H+) からなるカチオンを生成する化合物は酸と呼ばれます。あるいは、水に溶解し、プロトンを放出して H₃O⁺ (ヒドロニウムイオン) を形成できる物質も酸として分類されます。 H₃O⁺ の濃度が高くなるほど、溶液の酸性度は強くなります。 H₃O⁺ イオンは純水中にも存在し、その濃度は 10⁻⁷ mol/L です。この現象は、ある水分子から別の水分子へのプロトンの移動によって起こります。伝統的な意味では、水溶液中の水素イオンの大部分は H3O+ の形で存在しますが、H3O+ の濃度も水素イオンの濃度に依存すると考えられています。
化学における酸の狭義の定義は、水溶液に溶解するとイオン化して水素イオンのみからなるカチオンを生成する化合物です。アレニウスによって提案されたこの理論的枠組みは、アレニウス酸-塩基理論として知られています。
