蝶豆花原理涉及到植物化學成分與pH值的關係。蝶豆花（學名：Clitoria ternatea Linn.）是一種豆科植物，其花朵含有花青素。花青素是一種天然的水溶性色素，當遇到酸性環境時，會呈現紅色；遇到鹼性環境時，會呈現藍色；而在中性環境中則呈現紫色。
具體到蝶豆花，當它與酸性物質如檸檬水反應時，花青素會由原來的深藍色變成紫紅色。這是因為酸性環境會使得花青素釋放出更多的紅色色素分子。而當蝶豆花水與鹼性物質如牛奶反應時，會由深藍色變為天藍色。此外，蝶豆花在熱水中更容易讓水變色，因此在製作變色飲料時，通常會將蝶豆花煮沸以加速變色過程。