Bacteriile Gram-negative sunt bacterii care nu rețin colorantul cristal violet la colorare. Într-un test de colorare Gram, după cristal violet se adaugă un contracolorant, safranina. Aceasta colorează toate bacteriile gram-negative cu o culoare roșie sau roz.

Acest lucru se întâmplă deoarece o membrană exterioară oprește pătrunderea petei. Testul în sine este util în clasificarea a două tipuri distincte de bacterii pe baza diferențelor structurale ale pereților celulelor bacteriene. Bacteriile Gram-pozitive rețin colorantul cristal violet atunci când sunt spălate într-o soluție decolorativă. În comparație cu bacteriile gram-pozitive, bacteriile gram-negative sunt mai rezistente la antibiotice, din cauza peretelui celular relativ impermeabil.

Stratul de lipopolizaharide (stratul LPS) este important. La om, LPS declanșează un răspuns imunitar înnăscut, cu producerea de citokine și activarea sistemului imunitar. Inflamația este un rezultat comun al producției de citokine.