Les bactéries Gram-positives ont une paroi cellulaire épaisse riche en peptidoglycane qui retient le colorant violet de cristal lors, apparaissant donc violettes après coloration de Gram. Les bactéries Gram-négatives possèdent une mince couche de peptidoglycane et une membrane externe, perdant le colorant initial mais prenant la couleur rose du safranine.