Forbindelser, der ved ionisering giver kationer, der udelukkende består af hydrogenioner (H+), kaldes syrer; alternativt klassificeres stoffer, der opløses i vand og er i stand til at frigive protoner til at danne H₃O⁺ (hydroniumioner), også som syrer. Jo højere koncentrationen af H₃O⁺ er, desto stærkere er surhedsgraden af opløsningen. H₃O⁺-ioner er til stede selv i rent vand, hvor deres koncentration er 10⁻⁷ mol/L. Dette fænomen skyldes overførsel af protoner fra et vandmolekyle til et andet. I traditionel forstand anses koncentrationen af H3O+ også for at være afhængig af koncentrationen af hydrogenioner, selvom langt størstedelen af hydrogenioner i vandige opløsninger eksisterer i form af H3O+.
I kemi er den snævre definition af en syre: en forbindelse, der, når den opløses i en vandig opløsning, gennemgår ionisering for at give kationer, der udelukkende består af hydrogenioner. Foreslået af Arrhenius er denne teoretiske ramme kendt som Arrhenius syre-baseteori.
