Cette méthode de coloration repose sur la différence de la composition des parois des bactéries. Par la coloration différentielle de Gram, les bactéries Gram positif (Gram+) sont colorées en violet, les bactéries Gram négatif (Gram-) sont colorées en rose.
A la 1ère étape, le frottis est coloré avecle cristal violet, un colorant basique.
La solution d'iode agit comme un mordant (renforce les interactions entres les cellules et le colorant)
Le frottis est ensuite décoloré à l'éthanol et/ou acétone. Cette étape engendre l'aspect différentiel de la coloration de Gram : les bactéries à Gram positif garde le cristal violet, tandis que les bactéries à Gram négatif le perdent et se décolorent.
Le frottis est contre-coloré à l'aide d'un colorant basique de couleur différente (safranine ou fuschine : rose-rouge).

Réalisation pratique de coloration de Gram