純水はごくわずかに電離し、以下の電離平衡がなり立っている。

H2O <-> H+ + OH-

　この電離平衡を、質量作用の法則で書き直すと

K = [H+][OH-] / [H2O]

となる。水の電離度はきわめて小さいため、電離した水の量は無視することができる。
すなわち電離していない水のモル濃度[H2O]は、全体の水のモル濃度に等しいと考えることができる。
　よって水の密度を１(g/cm3)とすると

[H2O] = 1000 / 18 = 55.6 (mol/L)

となる。これは一定温度では、常に一定である。
　従って、水のモル濃度は一定と見なすことができるため、質量作用の式は以下のようになる。

Kw = K[H2O] = [H+][OH-]

　ここにKwは水のイオン積であり、一定温度では一定である。また純水だけでなく、水溶液中では同様に一定である。
　水のイオン積は温度によって変化するが、一般的には25oCの値を用いて、１×10-14とする事が多い。

　純水では[H+]と[OH-]は等しい。従って[H+]は１×10-7となる。