Gram-negative Stäbchen oder Bazillen sind stäbchenförmige Bakterien, die bei der Gram-Färbung ein negatives Ergebnis liefern. Diese Bakterien haben eine dünne Peptidoglycan-Schicht zwischen der inneren und äußeren Zellmembran. Diese Schicht wird entfernt, wenn die Bakterienzellen mit einer Alkohollösung gewaschen werden, damit sie die zuerst aufgetragene Kristallviolettfärbung nicht zurückbehalten. Stattdessen färben sich die Zellen mit der Safranin- oder Fuchsin-Gegenfärbung rot oder rosa.
Gram-positive Bakterien haben dagegen eine dicke Peptidoglycanschicht und behalten die Kristallviolettfärbung auch nach dem Waschen der Zellen mit einer Alkohollösung. Einige Beispiele für gramnegative Stäbchen sind die Salmonella-, Escherichia-, Pseudomonas-, Vibrio-, Campylobacter- und Shigella-Spezies. Diese Art von Bakterien ist dafür bekannt, Lungenentzündung, Infektionen der Harnwege, des Magen-Darm-Trakts, des Blutkreislaufs und anderer Körperteile zu verursachen. Escherichia coli kommt häufig im Magen-Darm-Trakt von Menschen vor und verursacht Infektionen der Harnwege und des Magen-Darm-Traktes. Salmonellose ist der Durchfall, der durch Salmonellenbakterien verursacht wird. Die häufigsten Quellen dieser Bakterien sind Eier, Milch- und Geflügelprodukte. Eine besondere Art, Salmonella typhi, verursacht jedoch keinen Durchfall, sondern eher Darmfieber. Eine weitere gramnegative Bazillen, die eine wachsende Besorgnis hinsichtlich der Inzidenz von Lungenentzündungen hervorruft, sind Klebsiella-Pneumonien. Aufgrund der Resistenz dieser Bakterien gegen fast alle modernen Antibiotika sind sie schwieriger zu kontrollieren und verbreiten sich weltweit.