Atunci când celulele umane sunt colorate, colorantul violet de cristal se spală și contrastainul se lipeste de nucleul celulei. Culorile apoi patează stratul de peptidoglican dacă este prezent un perete celular. Peptidoglicanul este un polimer localizat în pereții celulari ai bacteriilor. Când iodul este adăugat la proba fixată la căldură, vopseaua de cristal violet se leagă de iod și este prinsă în celulă.
Diferența principală între o celulă gram-pozitivă și gram negativă este grosimea stratului peptidoglican din peretele celular. Celulele gram-pozitive au un strat peptidoglican foarte gros și compact, în timp ce celulele gram-negative au un strat peptidoglican foarte subțire și mai puțin compact.