Unterschiede zwischen Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien umfassen die Dicke der Zellwand, die bei Gram-positiven ungefähr 20 bis 30 Nanometer und bei Gram-negativen 8 bis 12 Nanometer dick ist; die Menge an Peptidoglycan in den Zellwänden; und der Lipid- und Lipoproteingehalt, der bei grampositiven Bakterien niedrig und bei gramnegativen Bakterien hoch ist. Bei der Gram-Färbung führen grampositive Bakterien zu einem violetten Farbton, während gramnegative Bakterien zu rosa führen.
Alle Bakterien enthalten eine Peptidoglycanschicht in ihrer Zellwand, aber der Unterschied zwischen Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien besteht darin, dass Gram-negative eine dünne Peptidoglycanschicht zwischen zwei Lipidschichten haben. Dies ist es, was Gram-positiven Bakterien beim Gram-Färbungsprozess eine rosa oder rote Färbung verleiht. Gram-positive Bakterien hingegen führen aufgrund der dicken Peptidoglycanschicht in ihren Zellwänden zu einem violetten oder violetten Farbton. Das von Hans Christian Gram entdeckte Gram-Färbungsverfahren hilft bei der Identifizierung von Bakterien.
Ein weiterer Unterschied zwischen Gram-positiven und Gram-negativen Bakterien liegt in der Struktur der Geißeln, wobei Gram-positiv zwei Ringe im Grundkörper enthält und Gram-negativ vier Ringe im Grundkörper enthält. Gram-positive Bakterien haben eine hohe Anfälligkeit gegenüber Penicillin- und Sulfonamid-Behandlungen, während Gram-negative Bakterien eine geringe Anfälligkeit haben.
