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甲基橙在分析化学中是一种常用的酸碱滴定指示剂，不适用于作有机酸类化合物滴定的指示剂。其浓度为0.1%的水溶液pH为3.1(红)～4.4(黄)，适用于强酸与强碱、弱碱间的滴定。它还用于分光光度测定氯、溴和溴离子，并用于生物染色等。
甲基橙曾在实验室和工农业生产中用作化学反应的酸碱度控制，以及化工产品和中间体的酸碱滴定分析。甲基橙指示剂的缺点是黄红色泽较难辨认，已被广泛指示剂所代替(见“酚酞”)。甲基橙也是一种偶氮染料，可用于印染纺织品。
甲基橙由对氨基苯磺酸经重氮化后与N,N-二甲基苯胺偶合而成，显碱性，容量测定锡(热时Sn2+使甲基橙褪色)，强还原剂(Ti3+、Cr2+)和强氧化剂(氯、溴)的消色指示剂。
甲基橙制备方法;
工业制法
1.由对氨基苯磺酸经重氮化后与N,N-二甲基苯胺反应而得。将对氨基磺酸溶解于2.5%的碳酸钠溶液中，加入亚硝酸钠，待*溶解后，加入碎冰和盐酸进行重氮化反应，析出重氮盐结晶。向重氮盐溶液中加入N,N-二甲基苯胺和冰醋酸的混合液，搅拌10min后慢慢加入10%氢氧化钠溶液至碱性。冷却结晶，过滤，用饱和盐水洗涤，干燥，用水重结晶，得甲基橙。
2.在盛有6L 2mol/L的氢氧化钠的搪瓷容器中，加入2kg对氨基苯磺酸，加热使之*溶解 ( 溶液对石蕊试纸呈碱性) 。然后加800g亚硝酸钠，搅拌溶解，并用冰冷却至5℃。所得溶液在不断搅拌下缓慢加到5L 2mol/L 盐酸和10kg碎冰的混合液中，冷却，静置15min。用淀粉碘化钾试纸确定重氮化反应终点(试纸变蓝)。
制得的溶液在搅拌下加到事先制好的1200g二甲苯胺与10L 1mol/L酸的冷溶液中，混合均匀后，静置10min，慢慢加入20%的氢氧化钠溶液至明显碱性，沉淀出黄色鳞片状的甲基橙结晶。
粗品加热至全部溶解后，加入2kg化学纯食盐并加热搅拌至溶解，用水冷却结晶，抽滤，然后再用少量热蒸馏水溶解(每20ml热水溶解1g结晶)，趁热过滤，滤液冷却结晶，吸干，再依次用少量乙醇、乙醚洗涤，干燥即得成品。
实验室制法
【药品及用量】
对氨基苯磺酸 2.1g(0.01mol)、亚硝酸钠 0.8g(0.11mol)、N,N-二甲基苯胺 1.2g(1.3ml，0.01mol)
【实验操作】
1.重氮盐的制备(重氮化反应)
在烧杯中放入对氨基苯磺酸，10ml 5%氢氧化钠溶液，温热使溶。另取一小试管，将0.8g亚硝基酸钠溶解在6ml水中。再将该亚硝基酸钠溶液倒入已冷却得对氨基苯磺酸溶液中，用冰盐浴将其冷却至5°C以下。
将3ml浓硫酸(或浓盐酸)用10ml水稀释，不断搅拌下缓慢滴加到上述冷却混合液中，保持温度在 5°C以下，加完后，用淀粉-碘化钾试纸检查显蓝色即可(实际上酸可不加完，因为后面会用氢氧化钠中和，多余反而麻烦)。另外，若不显蓝色，再补加亚硝基酸钠溶液。
2.偶合反应
在一试管内混合1.3ml N,N-二甲基苯胺和1ml冰醋酸，将其缓慢加到上述重氮盐溶液中。加完后，继续搅拌10min，再缓慢加入5%的氢氧化钠溶液(约25ml)，直到反应物变成橙色。粗制的甲基橙呈细粒状沉淀析出。将反应物在沸水浴上加热5min，冷却至室温，再在冰水浴中冷却，使甲基橙晶体析出*。抽滤收集结晶，依次用少量水，乙醇，乙醚洗涤，压干。
溶解少许甲基橙于水中，加几滴稀盐酸，接着用稀氢氧化钠溶液中和，观察颜色变化。
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