19世纪末期，阿累尼乌斯提出了酸碱离子学说，这个学说指出，酸是那些在水中能够生成氢离子（H+）的物质，而碱则是能够生成氢氧根离子（OH-）的物质。不过，这一学说有其不足之处，它主要适用于强电解质的情况，对于弱电解质以及无水环境中的酸碱反应则难以说明。到了1923年，丹麦的化学家布朗斯特和英国的化学家劳里各自独立地提出了酸碱质子学说。这一理论的问世，为旧有的酸碱离子学说提供了新的视角，并且深化了对酸碱相互作用机理的认识，堪称酸碱学说演进过程中的关键节点。
质子理论指出，所有能够释放出氢离子的化学物质都属于酸性物质，而所有能够吸收氢离子的化学物质都属于碱性物质。由此可见，酸和碱的界定并不只适用于不带电的分子或离子型化合物，带电荷的离子同样可以被视为酸或碱。如果某种物质既具备释放氢离子的能力，又具备吸收氢离子的能力，那么这种物质就既是酸又是碱，被称作具有酸碱双重性质的物质。这个理论里的酸性物质被称为质子酸，碱性物质则叫做质子碱。
酸（HA）和碱（A-）之间存在以下关系：
HA=H++A-
该式所含的酸碱组成共轭酸碱对，酸失去质子所得产物是该酸对应的共轭碱，碱得到质子后生成的产物则是该碱的共轭酸。此公式显示，酸与碱存在相互依存关系，阐明了酸碱间的本质关联及转变机制。某物质属于酸类或碱类，取决于其在酸碱反应中所扮演的角色。碳酸氢根离子在和氢氧化钠作用时会释放出氢离子，在这种情形下它充当酸性物质；碳酸氢根离子在与盐酸作用时则会获取氢离子，那么它就表现为碱性物质。从这些现象可以得出结论，酸和碱的性质并非绝对固定，而是相互依存的关系。
运用酸碱质子学说，能够说明酸碱反应的核心在于质子由酸向碱转移，这种理论不仅适用于水溶液环境下的反应，同样适用于气体状态下的反应体系，酸碱质子学说还有助于判断酸碱的强弱程度，在相同溶剂条件下，容易给出质子的酸属于强酸，而容易接受质子的碱属于强碱，如果酸给出质子能力弱，碱接受质子能力弱，则分别归为弱酸和弱碱，在水溶液环境里，酸碱的电离和水解现象都可以理解为质子传递的特定反应过程强酸溶解于水时会完全释放出氢离子和对应的碱根离子，而弱酸则只能部分释放出氢离子和对应的碱根离子。另一方面，碱类物质在水中会接受氢离子生成相应的酸根离子。至于盐类，它们在水中发生的水解作用其实也是一种离子型酸碱之间的氢离子转移现象。