Fenolftalein (CAS 77-09-8) er en svak organisk syre. I løsninger med pH < 8,2 eksisterer det som et fargeløst lakton; ved pH > 8,2 eksisterer det som et rødt kinon.
Fargeforandringsområdet for fenolftalein (CAS 77-09-8) er 8,2–10,0, derfor kan fenolftalein kun teste for baser, ikke syrer.
Kinon- eller kinonsaltformen av fenolftalein (CAS 77-09-8) er ustabil i alkaliske medier, og omdannes sakte til et fargeløst karboksylat. Ved kontakt med konsentrerte alkaliske løsninger omdannes det umiddelbart til et fargeløst karboksylat.
Derfor, når fenolftalein tilsettes til en konsentrert alkalisk løsning, blir den først rød, men den røde fargen blekner raskt, og etterlater den fargeløs.
Fenolftalein (CAS 77-09-8) er en hvit eller svakt gulaktig fin krystall, lite løselig i vann, men lett løselig i alkohol. Derfor tilberedes fenolftalein vanligvis som en alkoholisk løsning for bruk. Når fenolftaleinreagens tilsettes vann eller nøytrale eller sure vandige løsninger, vil en hvit turbiditet vises. Dette er fordi alkohol er blandbar med vann i alle proporsjoner, noe som fører til at fenolftalein, som er lite løselig i vann, feller ut.