Съединения, които при йонизация дават катиони, състоящи се изцяло от водородни йони (H⁺), се наричат киселини; алтернативно, вещества, които се разтварят във вода и са способни да отделят протони, за да образуват H3O⁺ (хидрониеви йони), също се класифицират като киселини. Колкото по-висока е концентрацията на H3O⁺, толкова по-силна е киселинността на разтвора. H₃O⁺ йони присъстват дори в чиста вода, където тяхната концентрация е 10⁻⁷ mol/L. Това явление е резултат от прехвърлянето на протони от една водна молекула към друга. В традиционния смисъл концентрацията на H3O⁺ също се счита за зависима от концентрацията на водородни йони, въпреки че по-голямата част от водородните йони във водни разтвори съществуват под формата на H3O⁺.
В химията тясната дефиниция на киселина е: съединение, което, когато се разтвори във воден разтвор, претърпява йонизация, за да се получат катиони, състоящи се изключително от водородни йони. Предложена от Арениус, тази теоретична рамка е известна като теорията на Арениус за киселина-основата.
