La tinción de Gram, llamada así por su creador en 1884, sigue siendo el método central en microbiología para la taxonomía bacteriana mediante una separación inicial en categorías Gram-positivas o Gram-negativas de diferentes colores. Los diferentes colores se deben a un polímero llamado peptidoglicano que es una parte importante de la pared celular bacteriana. El peptidoglicano forma una red cristalina alternada y fuertemente unida que protege a las bacterias de las presiones osmóticas y mejora la resistencia estructural.

Las bacterias grampositivas tienen una mayoría (50-90 % del peso seco) de peptidoglicano presente, y las bacterias gramnegativas tienen una proporción mucho menor (tan solo el 10 %). Esto afecta la cantidad de tinte violeta que se retiene durante el proceso. Dado que las bacterias gramnegativas tienen muy poco tinte para empezar, se elimina rápidamente durante el procedimiento y la contratinción final de safranina agrega el color rosa para ayudar a la visibilidad.

Las posibles aplicaciones de la tinción de Gram se han expandido más allá de la categorización inicial de bacterias desconocidas. La estructura variable de la capa de peptidoglicano bacteriano se ha convertido en un objetivo potencial para la investigación antimicrobiana, particularmente en los últimos años, ya que las nuevas cepas bacterianas resistentes al tratamiento se están convirtiendo en un problema acelerado. La red de peptidoglucano ha ganado atención en los últimos años debido a su papel mínimamente conocido en la unión y señalización bacteriana. La tinción de Gram también ha comenzado a incluirse en diversas metodologías de diagnóstico con una frecuencia aún mayor como parte de terapias médicas personalizadas.