Ao contrário das colorações simples, as colorações diferenciais reagem de modo distinto com diferentes tipos de bactéria...

O corante púrpura e o iodo se combinam no citoplasma de cada bactéria, corando-a de violeta escuro ou púrpura. As bactérias que retêm essa cor após a tentativa de descolori-las com álcool são classificadas como gram-positivas; as bactérias que perdem a cor violeta escuro ou púrpura após a descoloração são classificadas como gram-negativas.

O método de Gram é uma das mais importantes técnicas de coloração na microbiologia médica. Os resultados da coloração de Gram são universalmente aplicáveis, pois todas as células bacterianas coram-se facilmente e adquirem cor.

As bactérias gram-negativas geralmente são mais resistentes porque os antibióticos não podem penetrar a camada de lipopolissacarídeo.

Os microbiologistas utilizam a coloração álcool-ácido resistente para identificar as bactérias do gênero Mycobacterium, incluindo dois importantes patógenos Mycobacterium tuberculosis, o agente causador da tuberculose, e Mycobacterium leprae, o agente causador da lepra.

As bactérias gram-positivas tendem a ser mortas mais facilmente por penicilinas e cefalosporinas.