Ein Protonengradient ist ein räumlicher oder zeitlicher Unterschied in der Konzentration von Protonen. Es ist der Konzentrationsunterschied an Protonen, genauer an hydratisierten H+-Ionen (H3O+ oder Oxonium), je Streckeneinheit oder Zeiteinheit an einem bestimmten Punkt im Raum. Da der pH-Wert als Logarithmus der H+-Konzentration definiert ist, werden Protonengradient und pH-Gradient synonym gebraucht.