As diferenças entre bactérias Gram positivas e Gram negativas incluem a espessura da parede celular, que tem aproximadamente 20 a 30 nanômetros de espessura em Gram positivas e 8 a 12 nanômetros de espessura em Gram negativas; a quantidade de peptidoglicano nas paredes celulares; e o conteúdo de lipídios e lipoproteínas, que é baixo em bactérias Gram positivas e alto em Gram negativas. Usando o processo de coloração de Gram, as bactérias Gram positivas resultam em uma tonalidade roxa, enquanto as Gram negativas resultam em rosa.
Todas as bactérias contêm uma camada de peptidoglicano em sua parede celular, mas a diferença entre as bactérias Gram positivas e Gram negativas é que as Gram negativas têm uma fina camada de peptidoglicano localizada entre duas camadas de lipídios. Isso é o que dá às bactérias Gram positivas uma coloração rosa ou vermelha no processo de coloração de Gram. As bactérias Gram positivas, por outro lado, resultam em uma tonalidade violeta ou roxa devido à espessa camada de peptidoglicano localizada em suas paredes celulares. O processo de coloração de Gram, descoberto por Hans Christian Gram, ajuda a identificar bactérias.
Outra diferença entre as bactérias Gram positivas e Gram negativas está na estrutura dos flagelos, com as Gram positivas contendo dois anéis no corpo basal e as Gram negativas contendo quatro anéis no corpo basal. As bactérias Gram positivas têm alta suscetibilidade aos tratamentos com penicilina e sulfonamida, enquanto as bactérias Gram negativas têm baixa suscetibilidade.
