Gram positiva e Gram negativa

As bactérias gram-positivas possuem uma parede espessa e homogénea, ligada e encostada directamente à face externa da membrana plasmática. Nestes casos, não existe espaço periplasmático. A espessura destas paredes pode atingir 100 nm e representar até 30% do peso seco da célula. 
Pelo contrário, a parede das bactérias gram-negativas é formada por dois folhetos:

•   folheto interno, constituído por uma delgada camada do complexo de peptidoglicano (não excedendo 20 nm de espessura) e não encostado à membrana plasmática;
•  o folheto externo, também designado por membrana externa dada a sua estrutura ser semelhante à de uma membrana unitária (constituída por liposacáridos e lipoproteínas).

A coesão entre os dois folhetos estabelece-se através de lipoproteínas integradas no folheto externo e ligadas por ligações covalentes a peptidoglicanos. No folheto externo existem ainda canais proteicos que franqueiam a passagem à água e a diversos metabolitos. 
A diferença de comportamento das duas paredes relativamente à coloração de Gram reside essencialmente na técnica de coloração utilizada e não na afinidade das duas paredes para o corante. Com efeito, ambas as paredes são coradas pelo corante de Gram (violeta de genciana e lugol). Contudo, no final, as células são lavadas com um solvente (álcool ou acetona) que dissolve e elimina o folheto externo das bactérias gram-negativas.