Verbindungen, die bei der Ionisierung Kationen ergeben, die vollständig aus Wasserstoffionen (H⁺) bestehen, werden als Säuren bezeichnet; Alternativ werden auch Stoffe, die sich in Wasser lösen und in der Lage sind, Protonen unter Bildung von H₃O⁺ (Hydroniumionen) freizusetzen, zu den Säuren gezählt. Je höher die H₃O⁺-Konzentration ist, desto stärker ist der Säuregehalt der Lösung. H₃O⁺-Ionen sind sogar in reinem Wasser vorhanden, wo ihre Konzentration bei 10⁻⁷ mol/L liegt. Dieses Phänomen resultiert aus der Übertragung von Protonen von einem Wassermolekül auf ein anderes. Im herkömmlichen Sinne wird davon ausgegangen, dass die Konzentration von H₃O⁺ auch von der Konzentration der Wasserstoffionen abhängt, obwohl die überwiegende Mehrheit der Wasserstoffionen in wässrigen Lösungen in Form von H₃O⁺ vorliegt.
In der Chemie lautet die engere Definition einer Säure: eine Verbindung, die, wenn sie in einer wässrigen Lösung gelöst wird, eine Ionisierung durchläuft, um Kationen zu bilden, die ausschließlich aus Wasserstoffionen bestehen. Dieser von Arrhenius vorgeschlagene theoretische Rahmen ist als Arrhenius-Säure-Base-Theorie bekannt.
