Gramkleuring wordt veel gebruikt in de medische bacteriologie, het kan bacteriën kleuren en ze onderscheiden door hun vermogen om gentiaanviolet (Gram +) of fuchsine (Gram -) te fixeren. De bacteriën kunnen volgens de Gram-kleuring in 2 categorieën worden ingedeeld.

De Gram-kleuring is gebaseerd op de opeenvolgende werking van een anilinekleurstof, kristalviolet, jodium en vervolgens een mengsel van alcohol en aceton. Eerst komt de kleurstof in de wand en het cytoplasma terecht. In tweede instantie reageert het jodium met de kleurstof en maakt deze onoplosbaar.

De volgende stap is een alcoholoplossing. Door hun dikkere wandstructuur en bijzondere chemische samenstelling behouden Gram + bacteriën de kleur violet. Gram- bacteriën, met een dunnere wand en meer vatbaar voor vervaging, verliezen de paarse kleur.

De grotere permeabiliteit van Gram-negatieve bacteriën voor alcohol maakt verkleuring mogelijk. Gram-positieve bacteriën blijven paars of paars gekleurd. Met een tegenkleuring (bijvoorbeeld in roze) kunnen de cellichamen van Gram-negatieve bacteriën weer zichtbaar worden gemaakt.