pH值是衡量溶液酸碱性强弱的一种指标，其计算主要基于溶液中氢离子（H+）的浓度。pH值的计算公式为：

\[ pH = -\log[H^+] \]

其中，[H+]代表溶液中氢离子的摩尔浓度（mol/L）。这个公式的含义是，pH值等于氢离子浓度的负对数。这意味着氢离子浓度越高，pH值就越低，溶液也就越酸；反之，氢离子浓度越低，pH值就越高，溶液也就越碱。

例如，纯水中氢离子的浓度大约为 \(1 \times 10^{-7}\) mol/L，在标准条件下（25°C），根据pH的定义，纯水的pH值约为7，表明它是中性的。如果某种溶液中的氢离子浓度为 \(1 \times 10^{-4}\) mol/L，则该溶液的pH值为4，这表示它是一种酸性溶液。

值得注意的是，pH值的范围通常在0到14之间。pH值小于7的溶液被认为是酸性的，大于7的被认为是碱性的，而pH值等于7则被认为是中性的。然而，实际上pH值可以超出这个范围，只是非常罕见。例如，在某些特殊条件下，如高温或高压环境中，pH值可能会低于0或高于14。

了解和计算pH值对于许多领域都至关重要，包括化学、生物学、环境科学以及医学等，因为它直接影响着生物体的生命活动过程，比如酶活性、蛋白质结构稳定性等。