All'interno dell'organismo, il pH che esprime una concentrazione di protoni è molto variabile da un organo all'altro, ma anche all'interno stesso delle diverse strutture cellulari. In patologia, è analizzato solo l'equilibrio acidobasico del plasma. Il pH dell'organismo è strettamente regolato dai sistemi tampone, principalmente il polmone e il rene. La classica interpretazione di un disturbo acidobasico (DAB) di Henderson-Hasselbalch attribuisce le variazioni del pH a delle modificazioni della pressione arteriosa in anidride carbonica (PaCO₂) o dei bicarbonati plasmatici. Anche se molto pratico, questo concetto si rivela inesatto in caso di disturbo complesso. Il concetto di Stewart ritiene che le variazioni del pH plasmatico possano derivare dalle modificazioni di tre variabili indipendenti, che sono la differenza in ioni forti o strong ion difference (SID), la quantità di acidi deboli (albuminato, fosfato) e la PaCO₂. Le acidosi metaboliche caratterizzate da una riduzione del pH e dei bicarbonati plasmatici si osservano in caso di accumulo di anioni forti metabolizzabili (lattato, corpi chetonici, sostanze tossiche) o non metabolizzabili (ipercloremia, iperfosfatemia, ipersolfatemia). L'acidosi metabolica nel corso dell'insufficienza renale è spesso di causa mista. L'indicazione all'alcalinizzazione nelle acidosi metaboliche con bicarbonato di sodio resta controversa e raccomandata in caso di acidosi metabolica organica persistente e grave (pH<7) o di acidosi metabolica ipercloremica, se il pH è inferiore a 7,20. Le alcalosi metaboliche caratterizzate da un innalzamento del pH e dei bicarbonati plasmatici si distinguono secondo la cloremia in alcalosi metaboliche clorosensibili (per perdite digestive o renali) e clororesistenti (ipermineralcorticismi). Il loro trattamento sintomatico passa attraverso il ripristino del pool clorato e potassico con del NaCl e del KCl. I DAB respiratori si caratterizzano per delle alterazioni del pH associate a delle variazioni di PaCO₂, che è elevata in caso di acidosi respiratoria e ridotta in caso di alcalosi respiratoria. L'associazione di diversi DAB (misti e complessi) è frequente in rianimazione.