Fenolftalein är en svag syra som ändrar färg i närvaro av en bas. Den är färglös i sura lösningar och blir rosa i basiska lösningar. Detta beror på att fenolftaleinmolekylen förlorar två vätejoner (H+) när den reagerar med en bas, vilket gör att lösningen blir mer basisk. Förlusten av dessa vätejoner förändrar strukturen hos fenolftaleinmolekylen, vilket i sin tur får den att absorbera ljus med en annan våglängd. Denna förändring i våglängd resulterar i att lösningen blir rosa.