Duas moléculas de água podem reagir para formar um íon hidrônio e um íon hidróxido. Esta reação é expressa através da fórmula química 2H2O (l) -> H3O + (aq) + OH? (Aq), H3O + é o íon hidrônio e OH- é o íon hidróxido.
Esta reação é conhecida como reação de dissociação, que para duas moléculas de água é chamada de autoionização da água e ocorre devido a uma atração elétrica chamada ligação de hidrogênio. Durante a reação, os elétrons são trocados para formar um elétron carregado positivamente e outro negativamente. Na água, essa reação ocorre constantemente em pequenos números em ambas as direções, pois o íon hidrônio e o íon hidróxido podem reagir para formar duas moléculas de água.