革兰氏染色原理是通过结晶紫初染和碘液媒染后，在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物，革兰氏阳性菌遇乙醇或丙酮脱色处理时，不会出现缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其仍呈紫色;而革兰氏阴性菌在遇脱色剂后，呈无色，再经沙黄等红色染料复染，就使革兰氏阴性菌呈红色。其中，染色的差异主要是阴性与阳性细菌细胞壁的差异所引起的。