Fenoloftaleina (CAS 77-09-8) jest słabym kwasem organicznym. W roztworach o pH < 8,2 występuje w postaci bezbarwnego laktonu; przy pH > 8,2 występuje w postaci czerwonego chinonu.
Zakres zmiany koloru fenoloftaleiny (CAS 77-09-8) wynosi 8,2–10,0, dlatego fenoloftaleina może testować tylko zasady, a nie kwasy.
Chinon lub sól chinonowa fenoloftaleiny (CAS 77-09-8) jest niestabilna w środowisku alkalicznym i powoli przekształca się w bezbarwny karboksylan. W kontakcie ze stężonymi roztworami alkalicznymi natychmiast przekształca się w bezbarwny karboksylan.
Dlatego po dodaniu fenoloftaleiny do stężonego roztworu zasadowego początkowo zmienia kolor na czerwony, ale czerwony kolor szybko zanika, pozostawiając bezbarwny.
Fenoloftaleina (CAS 77-09-8) to biały lub lekko żółtawy drobny kryształ, trudno rozpuszczalny w wodzie, ale łatwo rozpuszczalny w alkoholu. Dlatego fenoloftaleinę zwykle przygotowuje się do użytku w postaci roztworu alkoholowego. Po dodaniu odczynnika fenoloftaleiny do wody lub obojętnych lub kwaśnych roztworów wodnych pojawi się białe zmętnienie. Dzieje się tak, ponieważ alkohol miesza się z wodą w dowolnej proporcji, co powoduje wytrącanie się fenoloftaleiny, która jest trudno rozpuszczalna w wodzie.