酸碱指示剂既然都是一些有机弱酸或有机弱碱，那么在不同的酸碱性溶液中，它们的电离程度就不同，于是会显示不同的颜色。pH试纸则是由多种指示剂混合液制成的，通常情况下pH试纸就显金黄色，pH≈5，可见在制作时，已将指示剂混合液调至弱酸性，并不是中性，这是为了减弱空气中CO2对测定的影响。此外，中和反应时，使用酸碱指示剂只能用2～3滴，也是因为酸碱指示剂都是有机酸或有机碱，用多了会增大误差的。
石蕊（主要成分用HL表示）在水溶液里能发生如下电离：HL红色H+L-蓝色
在酸性溶液里，红色的分子是存在的主要形式，溶液显红色；在碱性溶液里，上述电离平衡向右移动，蓝色的离子是存在的主要形式，溶液显蓝色；在中性溶液里，红色的分子和蓝色的酸根离子同时存在，所以溶液显紫色。
石蕊能溶于水，且能溶于酒精，变色范围是pH5.0～8.0> 酚酞是一种有机弱酸，它在酸性溶液中，浓度较高时，形成无色分子。但随着溶液中H+浓度的减小，OH-浓度的增大，酚酞结构发生改变，并进一步电离成红色离子这个转变过程是一个可逆过程，如果溶液中H+浓度增加，上述平衡向反方向移动，酚酞又变成了无色分子。因此，酚酞在酸性溶液里呈无色，当溶液中H+浓度降低，浓度升高时呈红色。酚酞的变色范围是pH8.0～10.0.
酚酞的醌式或醌式酸盐，在碱性介质中是很不稳定的，它会慢慢地转化成无色的羧酸盐式因此做氢氧化钠溶液使酚酞显色实验时，要用氢氧化钠稀溶液，而不能用浓溶液。
