Fenolftalein (CAS 77-09-8) je slabá organická kyselina. V roztocích s pH < 8,2 existuje jako bezbarvý lakton; při pH > 8,2 existuje jako červený chinon.
Rozsah změny barvy fenolftaleinu (CAS 77-09-8) je 8,2–10,0, proto může fenolftalein testovat pouze zásady, nikoli kyseliny.
Chinon nebo forma chinonové soli fenolftaleinu (CAS 77-09-8) je v alkalickém prostředí nestabilní a pomalu přechází na bezbarvý karboxylát. Při kontaktu s koncentrovanými alkalickými roztoky se okamžitě přemění na bezbarvý karboxylát.
Proto, když se fenolftalein přidá do koncentrovaného alkalického roztoku, zpočátku zčervená, ale červená barva rychle vybledne a zůstane bezbarvá.
Fenolftalein (CAS 77-09-8) je bílý nebo slabě nažloutlý jemný krystal, těžce rozpustný ve vodě, ale snadno rozpustný v alkoholu. Proto se fenolftalein obvykle připravuje jako alkoholový roztok pro použití. Když se fenolftaleinové činidlo přidá do vody nebo neutrálních nebo kyselých vodných roztoků, objeví se bílý zákal. Alkohol je totiž mísitelný s vodou v jakémkoli poměru, což způsobí vysrážení fenolftaleinu, který je ve vodě málo rozpustný.