酚酞在碱性溶液中为紫红色，极强碱性溶液中无色。酚酞在酸性和中性溶液中为无色，极强酸性溶液中为橙色。
酚酞结构从强碱到强酸环境，越来越质子化，但是只有在强酸环境与碱性环境显现出颜色。这是因为在这两种环境下中心的碳原子为sp2杂化，所有碳原子在同一平面，形成整个分子的大离域π。这是由于大共轭体系中的自由电子可以吸收特定波长的电磁波，从而显现出颜色。
酚酞用作酸碱滴定指示剂时，一般用1%浓度的指示液。由1克酚酞溶解于100毫升80%酒精中。用酚酞与其他指示剂混合可配制成常用的广泛指示剂，其优点是随着pH变化色泽有明显变化：pH4为红色，5为橙色，6为黄色，7为绿色，8为青色，9为蓝色，10为紫色。
根据需要可配制不同的广泛指示剂。酚酞指示剂不仅应用于实验室，也广泛应用于工农业生产中。除用于化工产品生产中反应酸碱度的控制以及各种产品的酸碱滴定分析外，在印染工业中用作测定织布上的酸碱度。这对印染加工很重要，例如丝光布上残留碱质如不洗净，染色就没有光泽。
