I batteri Gram-negativi sono batteri che non trattengono il colorante violetto di cristallo nella colorazione. In un test di colorazione di Gram, una controcolorazione, la safranina, viene aggiunta dopo il violetto di cristallo. Questo colora tutti i batteri gram-negativi con un colore rosso o rosa.

Questo accade perché una membrana esterna blocca la penetrazione della macchia. Il test stesso è utile per classificare due tipi distinti di batteri in base alle differenze strutturali delle loro pareti cellulari. I batteri gram-positivi trattengono il colorante crystal violet quando vengono lavati in una soluzione decolorante. Rispetto ai batteri gram-positivi, i batteri gram-negativi sono più resistenti agli antibiotici, a causa della loro parete cellulare relativamente impermeabile.

Lo strato di lipopolisaccaridi (strato LPS) è importante. Negli esseri umani, l'LPS innesca una risposta immunitaria innata, con produzione di citochine e attivazione del sistema immunitario. L'infiammazione è un risultato comune della produzione di citochine.