A análise ácido-base de uma solução de concentração desconhecida é geralmente feita por um procedimento conhecido como titulação. Na titulação de uma solução de um ácido de concentração desconhecida, um volume medido rigorosamente do ácido é colocado num matrás e um titulante, uma solução de concentração conhecida de base, é adicionada com uma bureta até o ponto de equivalência, que corresponde ao volume de base necessário para neutralizar a solução. O ponto de equivalência é em geral indicado pela mudança de cor de um indicador adicionado antes do início da titulação. O pH próximo ao ponto de equivalência muda rapidamente com a adição de pequenas quantidades de titulante; assim, uma nítida mudança de cor fornece uma indicação clara do ponto de equivalência.

Nas titulações ácido-base, o ponto de equivalência não ocorre necessariamente em pH 7. (Uma neutralização não produz necessariamente uma solução neutra). Isto significa que deve ser escolhido um indicador adequado antes de ser iniciada a titulação. Normalmente o pH próximo do ponto de equivalência pode ser previsto; desta forma, o problema resume-se em escolher um indicador numa tabela de indicadores, cujo pKa  seja o mais próximo possível do referido pH.

Uma titulação potenciométrica  envolve medidas da diferença de potencial  entre um  eletrodo indicador sensível aos iões H+ e um indicador de referência, em função do volume do titulante, o medidor de pH é calibrado inicialmente com soluções de pH = 4,7 e 9 para lermos diretamente valores de pH e não diferenças de potencial, traça-se a curva de pH em função do volume adicionado e o ponto de inflexão da curva que corresponde ao ponto final da titulação onde pode ser calculado através da segunda derivada da função.

As titulações potenciométricas fornecem dados mais confiáveis que aqueles gerados por titulações que empregam indicadores químicos, elas são particulamente úteis com soluções coloridas ou turvas e na detecção da presença de espécies insuspeitas.