いずれの場合も、水溶液中で酸はプロトン（またはヒドロニウムイオンH3O+）を、塩基はOH-（水酸化物）イオンを生成します。
H3O+イオンは、水分子にH+イオンが結合したもので、H+イオンと同じと考えられる。 プロトンは水溶液中に存在できず、その正電荷のために水分子の電子に引き寄せられ、この移動を表すためにH3O+という記号が使われます。
式は次のように書ける：
H+ + H2O(l) → H3O+(aq).
これは反応物として水が関与しているので加水分解である。
問題の最初の式、水のイオン化方程式を考えてみましょう：
H2O(l) + H2O(l)→H3O+(aq) + OH-(aq)
このH3O+はH2Oの共役酸にあたります。 だからH3O+は水溶液中のプロトンの略称として使われる。 非水溶液ではプロトンは別の構造を形成することになる。
2番目の式：
H2O(l) → H+(aq) + OH-(aq)
H2Oは等量のH+とOH-イオンからなり、脱プロトン化形態（OH-）を持つ両性（酸または塩基）であることを表しています。 イオン成分は非常に低濃度で、水分子は一般に共有結合と考えられ、双極子モーメントによりわずかに正電荷を帯びている。
25℃の純水中のH3O+イオン濃度は10^-7 dm^-3である。 これは次のように書けます：
= 10^-7
ここで、記号は「モル比」（単位はモルdm^-3）を意味します。
純水がイオン化してできるH3O+とOH-イオンの数は等しくなければならない（式より）：
= = 10^-7).
このことから、純水は酸性でも塩基性でもなく、中性であることがわかります。 の積は水のイオン性積である。