革兰氏染色的机制是由于不同细菌细胞壁化学成分的不同而引起的物理性状的差别是导致革兰氏染色反应不同的原因。通过结晶紫初染和碘液媒染，在任何细菌的细胞膜内都可形成不溶于水的结晶紫—碘复合物。
G.细菌因壁厚，肽聚糖网的层次多和结构致密，以及不含类脂等原因，故用脱色剂（乙醇）处理后，可把结晶紫—碘复合物仍阻拦在细胞内，故呈现紫色；反之，G-细菌因细胞壁薄，外膜层类脂含量高（脂多糖、脂蛋白），以及肽聚糖层薄且交联松散，故用脱色剂乙醇处理后，就可把类脂和结晶紫—碘复合物溶出细胞，这种无色的细胞再经沙黄（番红）复染，就呈现红色。

存在于G-细菌周质空间中的蛋白质，称周质蛋白。
包括水解酶类、合成酶类、结合蛋白和受体蛋白等。
一般可用渗透休克法提取。