Gram-negatieve bacteriën zijn bacteriën die de kleurstof kristalviolet niet vasthouden bij het kleuren. In een Gram-kleuringstest wordt na het kristalviolet een tegenkleuring, safranine, toegevoegd. Hierdoor kleuren alle Gram-negatieve bacteriën rood of roze.
Dit gebeurt omdat een buitenmembraan het binnendringen van de vlek tegenhoudt. De test zelf is nuttig voor het indelen van twee verschillende soorten bacteriën op basis van de structurele verschillen van hun bacteriële celwanden. Gram-positieve bacteriën houden de kristalviolette kleurstof vast wanneer ze in een ontkleuroplossing worden gewassen. Vergeleken met grampositieve bacteriën zijn gramnegatieve bacteriën resistenter tegen antibiotica, vanwege hun relatief ondoordringbare celwand.
De lipopolysaccharide-laag (LPS-laag) is belangrijk. Bij de mens wekt LPS een aangeboren immuunrespons op, met cytokineproductie en activering van het immuunsysteem. Ontsteking is een veel voorkomend gevolg van cytokineproductie.
