Η θεωρία του Lewis για τα οξέα και τις βάσεις, που πήρε το όνομά του από τον χημικό GN Lewis, επιδιώκει να διευκρινίσει τον τρόπο με τον οποίο δύο κατηγορίες χημικών ουσιών – οξέα και βάσεις – αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ως οξύ Lewis ορίζεται μια ουσία που δέχεται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων σε μια χημική αντίδραση, ενώ μια βάση Lewis είναι μια ουσία που δίνει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων. Αν και δεν είναι η πιο ευρέως διδασκόμενη κατανόηση των οξέων και των βάσεων, οι ορισμοί Lewis είναι ευρείες και χρήσιμοι στη μελέτη πολλών διαφορετικών τύπων αντιδράσεων.
Οι χημικές ενώσεις αποτελούνται από άτομα που συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα μόριο. Κάθε ένα από αυτά τα άτομα αποτελείται από έναν θετικά φορτισμένο πυρήνα και έναν ορισμένο αριθμό ηλεκτρονίων, τα οποία φέρουν αρνητικό φορτίο. Τα ηλεκτρόνια κυκλώνουν τον πυρήνα σε μια σειρά από τροχιακά, ή διαφορετικά επίπεδα ενέργειας.
Εάν ένα άτομο έχει έλλειψη σε ηλεκτρόνια – ή, με άλλα λόγια, αν έχει χώρο στα τροχιακά του για να γεμίσει – μπορεί να προσελκύσει ηλεκτρόνια από ένα άλλο άτομο, συνδέοντας τις δύο ουσίες μέσω ενός χημικού δεσμού στον οποίο μοιράζονται τα ηλεκτρόνια. Μια βάση Lewis είναι η ένωση που δίνει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων σε αυτή τη διαδικασία. Τα ηλεκτρόνια σε έναν δεσμό συχνά μοιράζονται άνισα μεταξύ δύο ατόμων, έτσι η βάση μπορεί να τα «χάσει» αποτελεσματικά από την άλλη ένωση.
Η θεωρία Lewis είναι χρήσιμη για να εξηγήσει γιατί συμβαίνουν ορισμένες χημικές αντιδράσεις. Για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) αντιδρά με το νερό (H2O) για να σχηματίσει ανθρακικό οξύ (H2CO3). Ένα άτομο άνθρακα που συνδέεται με δύο άτομα οξυγόνου παράγει διοξείδιο του άνθρακα, ενώ δύο άτομα υδρογόνου και ένα άτομο οξυγόνου δημιουργούν νερό.
Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, το άτομο οξυγόνου του νερού δωρίζει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων στο άτομο άνθρακα του διοξειδίου του άνθρακα, σχηματίζοντας έναν δεσμό μεταξύ των δύο μορίων. Το νερό είναι μια βάση Lewis σε αυτή την κατάσταση, αφού είναι ο δότης ηλεκτρονίων. Το διοξείδιο του άνθρακα δέχεται τα ηλεκτρόνια στη δομή του, άρα είναι το οξύ Lewis.
Η παραπάνω αντίδραση δεν θα μπορούσε να περιγραφεί από την άλλη δημοφιλή θεωρία του οξέος και των βάσεων, το μοντέλο Bronsted-Lowry, επειδή δεν περιλαμβάνει μεταφορά πρωτονίων. Η θεωρία Bronsted-Lowry, σε αντίθεση με τη θεωρία Lewis, βασίζεται στη δωρεά πρωτονίων. Σε αυτό το σύστημα, το οξύ είναι η ένωση που δίνει ένα θετικά φορτισμένο σωματίδιο, που ονομάζεται πρωτόνιο, ενώ η βάση είναι ο δέκτης πρωτονίων. Ενώ αυτό το μοντέλο είναι χρήσιμο στην περιγραφή πολλών αλληλεπιδράσεων, η θεωρία Lewis μερικές φορές προτιμάται λόγω του ευρύτερου πεδίου εφαρμογής της.
Οι βάσεις Lewis ταξινομούνται σε διαφορετικούς τύπους με βάση το ποιο τροχιακό ηλεκτρονίων δίνει το ζεύγος ηλεκτρονίων. Συχνά, μια βάση Lewis θα είναι ένα ανιόν – μια ουσία ή μια ένωση που φέρει αρνητικό φορτίο λόγω υπερβολικής αφθονίας ηλεκτρονίων. Η αμμωνία θεωρείται βάση Lewis, όπως και το νερό και ορισμένες οργανικές ενώσεις.