酚酞結構從強堿到強酸環境，越來越質子化，但是只有在強酸環境與堿性環境顯現出顏色。這是因為在這兩種環境下中心的碳原子為sp2雜化，所有碳原子在同一平面，形成整個分子的離域π鍵（在強酸環境下是19中心18電子π鍵，堿性環境下是19中心19電子π鍵）。
由此可知，存在大的共軛體系的分子溶液容易表現出顏色。這是由于大共軛體系中的自由電子可以吸收特定波長的電磁波，從而顯現出顏色。
此外，過氧化氫還可破壞酚酞結構，使酚酞遇堿不變色。
