酸堿平衡是對身體細胞外液(ECF)的pH值的穩態調節。ECF中酸和堿之間的適當平衡（即pH值）對于身體的正常生理機能和細胞代謝至關重要。細胞內液和細胞外液的pH值需要保持在恒定水平。

許多細胞外蛋白的三維結構，如人體細胞的血漿蛋白和膜蛋白，對細胞外pH值非常敏感。因此存在嚴格的機制來將pH值保持在非常窄的范圍內。在可接受的pH范圍之外，蛋白質會變性（即它們的3D結構被破壞），導致酶和離子通道（以及其他）發生故障。

當pH值呈酸性時，酸堿失衡稱為酸血癥，當pH值呈堿性時稱為堿血癥。

在人類和許多其他動物中，酸堿平衡通過涉及三道防線的多種機制來維持：

1. 化學：xxx道防線是直接的，由各種化學緩沖液組成，這些緩沖液可以xxx限度地減少在沒有它們的情況下會發生的pH變化。這些緩沖液包括碳酸氫鹽緩沖系統、磷酸鹽緩沖系統和蛋白質緩沖系統。
2. 呼吸部分：第二道防線是快速的，包括通過換氣過度或換氣不足改變呼吸的頻率和深度來控制ECF中的碳酸(H2CO3)濃度。這會根據需要排出或保留血漿中的二氧化碳（因此是碳酸）。
3. 代謝成分：第三道防線很慢，xxx通過堿過剩來衡量，并且主要取決于可以添加或去除碳酸氫根離子的腎臟系統（HCO?3)往返ECF。碳酸氫根離子來源于代謝二氧化碳，二氧化碳在腎小管細胞中被酶轉化為碳酸。在那里，碳酸自發地分解成氫離子和碳酸氫根離子。當ECF中的pH值下降時，氫離子被排泄到尿液中，而碳酸氫根離子被分泌到血漿中，導致血漿pH值升高。如果ECF中的pH值趨于升高，則會發生相反的情況：然后碳酸氫根離子被排泄到尿液中，而氫離子則被排泄到血漿中。

第二道和第三道防線通過改變緩沖液來發揮作用，每道緩沖液都由兩種成分組成：弱酸及其共軛堿。弱酸與其共軛堿的濃度比決定了溶液的pH值。因此，通過首先操縱弱酸的濃度，其次操縱其共軛堿的濃度，可以將細胞外液(ECF)的pH值非常準確地調整到正確的值。碳酸氫鹽緩沖液，由碳酸(H2CO3)和碳酸氫鹽(HCO?3)溶液中的鹽，是細胞外液中含量最多的緩沖液，也是酸堿比可以很容易快速改變的緩沖液。

細胞外液（包括血漿）的pH值通常由化學緩沖液、呼吸系統和腎臟系統嚴格調節在7.32和7.42之間。胎兒的正常pH值與成人不同。在胎兒中，臍靜脈的pH值通常為7.25至7.45，而臍動脈的pH值通常為7.18至7.38。

水性緩沖溶液會通過吸收過量的H與強酸或強堿反應+離子或OH-離子，用弱酸和弱堿代替強酸和堿。這可以抑制pH值變化的影響，或減少本來會發生的pH值變化。但緩沖液不能糾正溶液中的異常pH值，無論是試管中的溶液還是細胞外液中的溶液。緩沖液通常由溶液中的一對化合物組成，其中一種是弱酸，另一種是弱堿。ECF中最豐富的緩沖液由碳酸溶液(H2CO3)和碳酸氫鹽(HCO?3)的鹽，通常是鈉(Na+)。因此，當OH過量時-碳酸溶液中的離子通過形成H2O和碳酸氫鹽(HCO?3)離子。類似地，過量的H+離子被緩沖溶液的碳酸氫鹽成分部分中和，形成碳酸(H2CO3)，由于它是一種弱酸，因此大部分保持未解離的形式，釋放到溶液中的H+離子比原來的強酸要少得多。

緩沖溶液的pH值僅取決于弱酸與弱堿的摩爾濃度之比。溶液中弱酸的濃度越高（與弱堿相比），溶液的pH值越低。同樣，如果弱堿占主導地位，則所得的pH值越高。

穩態控制可以在幾秒鐘內改變PCO2并因此改變動脈血漿的pH值。動脈血中二氧化碳的分壓由延髓的中央化學感受器監測。這些化學感受器對腦脊液中的二氧化碳和pH值敏感。

中樞化學感受器將它們的信息發送到延髓和腦干腦橋的呼吸中樞。然后呼吸中心確定肺泡的平均通氣率，以保持動脈血中的PCO2恒定。呼吸中樞通過激活呼吸肌肉（特別是橫膈膜）的運動神經元來實現這一點。PCO2升高在高于5.3kPa(40mmHg)的動脈血漿中反射性地導致呼吸頻率和深度的增加。當二氧化碳分壓恢復到5.3kPa時，恢復正常呼吸。如果二氧化碳的分壓低于正常范圍，則會發生相反的情況。呼吸可能會暫時停止，或減慢以使二氧化碳再次積聚在肺和動脈血中。

等離子HCO傳感器?3濃度不確定。很可能遠曲小管的腎小管細胞本身對血漿的pH值敏感。這些細胞的代謝產生CO2，??CO2迅速轉化為H+和HCO?3通過碳酸酐酶的作用。當細胞外液趨于酸性時，腎小管細胞將H+離子分泌到腎小管液中，從那里它們通過尿液排出體外。HCO?3離子同時分泌到血漿中，從而提高血漿中的碳酸氫根離子濃度，降低碳酸/碳酸氫根離子的比例，從而提高血漿的pH值。當血漿pH值高于正常值時會發生相反的情況：碳酸氫根離子被排泄到尿液中，氫離子進入血漿。

一般來說，新陳代謝產生的廢酸多于堿。產生的尿液通常是酸性的，當谷氨酸和谷氨酰胺（過量的，不再需要的氨基的載體）被遠端腎小管上皮細胞脫氨基時，氨（NH3）會部分中和，氨（NH3）會被排泄到尿液中.因此，尿液中的一些“酸含量”存在于尿液中產生的銨離子(NH4+)含量中，盡管這對細胞外液的pH穩態沒有影響。

當嚴重損傷導致血液pH值超出正常范圍（7.32至7.42）時，就會發生酸堿失衡。細胞外液pH值異常低稱為酸血癥，pH值異常高稱為堿血癥。

酸血癥和堿血癥明確指細胞外液(ECF)的pH值的實際變化。另外兩個聽起來相似的術語是酸中毒和堿中毒。它們是指一種成分的習慣影響，呼吸或代謝。酸中毒會自行引起酸血癥（即，如果堿中毒“未得到補償”）。同樣，堿中毒會自行引起堿血癥。在醫學術語中，術語酸中毒和堿中毒應始終由形容詞限定以指示干擾的病因：呼吸（指示二氧化碳分壓的變化），或代謝（指示ECF的基礎過量的變化）。因此，有四種不同的酸堿問題：代謝性酸中毒、呼吸性酸中毒、代謝性堿中毒和呼吸性堿中毒。這些條件之一或組合可能同時發生。例如，代謝性酸中毒（如未控制的糖尿病)幾乎總是由呼吸性堿中毒（過度通氣）部分補償。同樣，代謝性堿中毒可以完全或部分糾正呼吸性酸中毒。