pH試紙的雛形——石蕊試紙是波義耳在一次偶然的機會中發現的:在一次緊張的實驗中，放在實驗室內的紫羅蘭，被濺上了濃鹽酸，愛花的波義耳急忙把冒煙的紫羅蘭用水沖洗了一下，然後插在花瓶中。過了一會波義耳發現深紫色的紫羅蘭變成了紅色的。這一奇怪的現象促使他進行了許多花木與酸鹼相互作用的實驗。由此他發現了大部分花草受酸或鹼作用都能改變顏色，其中以石蕊地衣中提取的紫色浸液最明顯，它遇酸變成紅色，遇鹼變成藍色。利用這一特點，波義耳用石蕊浸液把紙浸透，然後烤乾，這就製成了實驗中常用的酸鹼試紙——石蕊試紙。
pH值編輯改變50m³的水的pH值，從pH2到pH3需要500L漂白劑。然而，從pH6到pH7只需要50L的漂白劑。測量pH值的方法很多，主要有化學分析法、試紙法、電位法。現主要介紹電位法測得pH值。電位分析法所用的電極被稱為原電池。原電池是一個系統，它的作用是使化學反應能量轉成為電能。此電池的電壓被稱為電動勢(EMF)。此電動勢(EMF)由二個半電池構成。
其中一個半電池稱作測量電極，它的電位與特定的離子活度有關如 ;另一個半電池為參比半電池，通常稱作參比電極，它一般是測量溶液相通，並且與測量儀表相連。例如，一支電極由一根插在含有銀離子的鹽溶液中的一根銀導線製成，在導線和溶液的界面處，由於金屬和鹽溶液二種物相中銀離子的不同活度，便形成離子的充電過程，並形成一定的電位差。
失去電子的銀離子進溶液。當沒有施加外電流進行反充電，也就是說沒有電流的話，這一過程最終會達到一個平衡。在這種平衡狀態下存在的電壓被稱為半電池電位或電極電位。這種(如上所述)由金屬和含有此金屬離子的溶液組成的電極被稱為第一類電極。此電位的測量是相對一個電位與鹽溶液的成分無關的參比電極進行的。
這種具有獨立電位的參比電極也被稱為第二電極。對於此類電極，金屬導線都是覆蓋一層此種金屬的微溶性鹽(如：Ag/AgCl)，並且插入含有此種金屬鹽限離子的電解質溶液中。此時半電池電位或電極電位的大小取決於此種陰離子的活度。
