Fenolftaleïne (CAS 77-09-8) is een zwak organisch zuur. In oplossingen met een pH <8,2 komt het voor als een kleurloos lacton; bij pH > 8,2 bestaat het als een rode chinon.
Het kleurveranderingsbereik van fenolftaleïne (CAS 77-09-8) is 8,2–10,0, daarom kan fenolftaleïne alleen testen op basen, niet op zuren.
De chinon- of chinonzoutvorm van fenolftaleïne (CAS 77-09-8) is onstabiel in alkalische media en wordt langzaam omgezet in een kleurloos carboxylaat. Bij contact met geconcentreerde alkalische oplossingen wordt het onmiddellijk omgezet in een kleurloos carboxylaat.
Wanneer fenolftaleïne wordt toegevoegd aan een geconcentreerde alkalische oplossing, wordt het daarom aanvankelijk rood, maar de rode kleur vervaagt snel, waardoor het kleurloos blijft.
Fenolftaleïne (CAS 77-09-8) is een wit of enigszins geelachtig fijn kristal, matig oplosbaar in water maar gemakkelijk oplosbaar in alcohol. Daarom wordt fenolftaleïne gewoonlijk bereid als een alcoholische oplossing voor gebruik. Wanneer fenolftaleïne-reagens wordt toegevoegd aan water of neutrale of zure waterige oplossingen, zal er een witte troebelheid verschijnen. Dit komt omdat alcohol in welke verhouding dan ook mengbaar is met water, waardoor de fenolftaleïne, die slecht oplosbaar is in water, neerslaat.