酸碱指示剂一般都是结构比较复杂的有机染料，它们本身是极弱的有机酸或有机碱，或是既表现为弱酸又表现为弱碱的两性物质。它们的分子和电离出的离子，由于结构不同而显不同的颜色。在溶液中分子与离子间保持平衡。当溶液pH改变时，平衡发生移动而引起颜色的变化。

    例如：酚酞为一有机弱酸，用通式HIn代表，它未电离的分子HIn为无色，电离生成的阴离子In-为红色。在水溶液中存在着下列电离平衡：

在酸性溶液中，平衡向左移动，HIn浓度增加，溶液显无色。在碱性溶液中，H+与OH-结合成水，平衡就向右移动，In-浓度增大，溶液显红色。

根据质量作用定律，达到平衡时，HIn分子与H+和In-离子的浓度之间有如下关系：

KHIn是指示剂的电离常数，简称指示剂常数。它决定于指示剂的本性，在定温下是定值。酚酞指示剂的颜色是由In-与未电离的HIn的相对量决定的，其浓度比与KHIn和[H+]两因素有关。由于在定温下KHIn是定值，

比值的变化，从而影响指示剂的颜色。

微小变化，因而指示剂的颜色也随着发生很小的改变，但肉眼并不那么敏锐，察觉不出。一般地说，当[In-]=10[HIn]时，人眼便只看到In-的颜色，当[HIn]=10[In-]时，只看到HIn的颜色。在这两个比值之间，看到的是逐渐变化的中间色，这就是指示剂的变色范围。

各取负对数：pH=-lgKHIn±1，即pH=pKHIn±1。因此，pH=pKHIn±1，就是指示剂变色的pH范围。一般地说，指示剂变色的pH范围在pKHIn左右各1个pH单位，但由于人眼对不同颜色的敏感程度有差异，因此变色范围在pKHIn左右可略大于或略小于1个pH单位。例如酚酞（pK=9.1）的红色在无色中很易察觉，而无色在红色中较难察觉，因此它的变色范围在pK大的一面比较小些，而在pK小的一面反而大些，其变化范围是pH=8.0～10.0。pH＜8为无色，pH＞10为红色。

不同指示剂各有它的变色范围，在教科书或化学手册上可以查到。

将指示剂滴入被测溶液中，从指示剂显示的颜色便可判断溶液的pH范围。例如，一溶液滴入酚酞时为无色，滴入甲基橙时显黄色，则这溶液的pH在4.4～8.0之间。除使用指示剂溶液外，还常把指示剂溶液浸透在滤纸条上，晾干后制成pH试纸。例如常用的石蕊试纸能粗略地测出溶液是酸性还是碱性。若要较精确地测出溶液的pH，可使用由多种指示剂混合液浸制成的试纸，例如“广泛pH试纸”，在pH0～14的范围内，不同pH时试纸显示不同颜色，预先制成标准色版，将试纸接触被测溶液后显示的颜色与标准色版比较：就可以知道溶液的pH。