Nguyên tắc: Sự bắt màu thuốc nhuộm của tế bào vi sinh vật là một quá trình hấp phụ, khả năng bắt màu của tế bào vi sinh vật có liên quan đến muối magie của axit ribonucleic. Khi nhuộm phức tạp muối này có phản ứng với thuốc nhuộm loại Tryphenylmetan (Genlatin violet, Oryatan violet, Metyl violet) chịu được dưới tác dụng của cồn, nghĩa là không bị mất màu dưới tác dụng của cồn. Những vi khuẩn như vậy gọi là vi khuẩn Gram dương, ngược lại những vi khuẩn không giữ được màu khi xử lý như vậy gọi là vi khuẩn Gram âm.
Cách tiến hành: Cho một giọt nước vô trùng lên phiến kính, dùng que cấy vô trùng lấy tế bào vi khuẩn hòa vào giọt nước. Hơ phiến kính lên ngọn lửa đèn cồn 2 – 3 lần, chú ý không để phiến kính nóng quá tế bào vi khuẩn sẽ bị biến dạng. Để giọt nước bay hơi dần như vậy vi khuẩn sẽ bị gắn chặt vào phiến kính.
Nhuộm màu bằng tím Gentian bằng cách nhỏ thuốc tím này lên vết bôi, giữ 1 –2 phút rồi rửa bằng nước cất.
Tiếp theo nhỏ dung dịch Lugol lên tiêu bản để trong 1 phút cho đến khi thẫm lại
Đổ hết thuốc nhuộm đi và lại tráng bằng nước cất. Sau đó nhúng vào dung dịch cồn 960 trong 30 – 40 giây.
Rửa lại tiêu bản bằng nước cất rồi để khô vết bôi.
Nhuộm bổ sung bằng Fucshin loãng trong 1 – 2 phút. Rửa lại bằng nước cất cho đến khi hết màu rồi đợi khô. Sau đó đem đi quan sát dưới kính hiển vi quang học với độ phóng đại 1000 lần.
Nếu vi khuẩn nhuộm màu tím thi đó là vi khuẩn Gram dương. Nếu vi khuẩn nhuộm màu hồng thì đó là vi khuẩn Gram âm.