הטעם החמוץ מורגש בנוכחות חומצות על הלשון. קיימים שני מנגנונים לחישת הטעם החמוץ, הפועלים במקביל: המנגנון האחד דומה לזה המפעיל את הטעם המלוח: יוני מימן שמקורם בחומצה חודרים מבעד לממברנת תא העצב דרך תעלות יוני מימן, ומביאים לדפולריזציה של הממברנה, כלומר מעלים את המתח החשמלי שלה. המנגנון השני מבוסס על חסימת תעלות יוני אשלגן על ידי יוני המימן. תעלות אלו אחראיות על ההיפרפולריזציה של ממברנת תא העצב ועל שמירת פוטנציאל המנוחה שלו, ולפיכך חסימתן מביאה אף היא לדפולריזציה. סכום הדפולריזציה של שני מנגנונים אלו מזרז התהוות פוטנציאל הפעולה, המפעיל את הדחף העצבי אשר מגרה את תאי המוח האחראיים לתחושת הטעם החמוץ. שתיים מהחומצות הנפוצות ובעלות הטעם המוכר ביותר במזונות הן חומצה אצטית (חומצה אתנואית), המהווה את המרכיב העיקרי בחומץ, וחומצה ציטרית (חומצת לימון), המצויה ברוב פירות ההדר.