On appelle solution tampon une solution constituée d'un mélange comportant des concentrations identiques ou proches d'un acide et de sa base conjuguée. Le pH d'une solution tampon est égal au pKa (ou en est très voisin) du couple considéré. Ainsi, pour obtenir une solution tampon d'un pH donné, il suffit de trouver un couple acide/base courant ayant un pKa proche de cette valeur cible et ensuite d'ajuster la proportion entre l'acide et la base pour avoir la bonne valeur de pH.
Exemple
Le couple acide éthanoïque/ion éthanoate CH3COOH/CH3COO– a un pKa = 4,8 : on pourra facilement préparer des solutions tampon dont le pH est compris entre 4,3 et 5,3.
Le pH d'une solution tampon varie peu lors d'un ajout d'une quantité modérée d'acide fort ou de base forte et ne varie pas lors d'une dilution.
Plusieurs liquides biologiques sont tamponnés, comme le sang ou les larmes :
le pH moyen du sang vaut 7,4 à 37 °C. Il est tamponné par deux couples acido-basiques contenant des espèces carbonées ou phosphorées. Une variation de ce pH a des répercussions sur les réactions biochimiques ;
le liquide lacrymal est aussi tamponné vers 7,4. Ce liquide humidifie constamment la cornée de l'œil. L'intérieur des cellules est aussi tamponné.