碳酸氢钠的水溶液通常呈弱碱性。其pH值约为8.3左右，属于碱性物质，但碱性强度弱于碳酸钠等强碱性化合物。
碳酸氢钠是强碱氢氧化钠与弱酸碳酸发生中和反应生成的酸式盐。溶于水时，其中的碳酸氢根离子会与水发生微弱水解反应，产生氢氧根离子和碳酸分子。这种水解过程使溶液中OH⁻浓度略高于H⁺浓度，因此呈现弱碱性特性。在医学领域，这种性质使其常用于中和胃酸，缓解胃部灼热感。日常生活中，其碱性特质也被应用于清洁剂配方，可有效分解油脂类污渍。
碳酸氢钠的弱碱性使其在烘焙食品中发挥膨松作用，与酸性物质反应释放二氧化碳气体。需注意长期过量服用可能影响体内酸碱平衡，作为药用时应严格遵循医嘱。食品加工中使用需参照国家规定的安全添加标准。