酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，这些弱酸或弱碱与其共轭碱或共轭酸具有不同的颜色。
现以酚酞指示剂为例加以说明。
酚酞是一有机弱酸，其Ka=6×10-10，它在溶液中的离解平衡可用下式表示：
从离解平衡式可以看出，当溶液由酸性变化到碱性，平衡向右方移动，酚酞由酸式色转变为碱式色，溶液由无色变为红色；反之，由红色变为无色。
以HIn代表弱酸性指示剂，其离解平衡可用下式表示：
由此可见，酸碱指示剂的变色和溶液的pH值相关。现以弱酸性指示剂为例来讨论指示剂的变色与溶液pH值之间的数量关系。已知弱酸性指示剂在溶液中的离解平衡为：
式中KIn为指示剂的离解平衡常数，通常称为指示剂常数。
在一定温度下，酸碱指示剂KIn是一个常数。因此，溶液的颜色就完全决定于溶液的pH值。
溶液中指示剂颜色是两种不同颜色的混合色。当两种颜色的浓度之比是10倍或10倍以上时，我们只能看到浓度较大的那种颜色。一般认为，能够看到颜色变化的指示剂浓度比[In-]／[HIn]的范围是1／10～10。如果用溶液的pH值表示，则可表示为：
当pH值在pKIn-1以下时，溶液只显指示剂的酸式色；
pH值在pKIn+1以上时，只显其碱式色。
当pH在pKIn-1到pKIn+1之间时，才能看到指示剂的颜色变化情况，故指示剂的变色范围为： pH=pKIn±1
因此，根据理论上推算，指示剂的变色范围是两个pH单位。
