Vi khuẩn Gram dương là vi khuẩn cho kết quả dương tính trong thử nghiệm nhuộm Gram, phương pháp truyền thống được sử dụng để nhanh chóng phân loại vi khuẩn thành hai loại rộng theo cấu trúc thành tế bào của chúng.Vi khuẩn Gram dương sẽ giữ lại màu tím tinh thể được sử dụng trong thử nghiệm, vì vậy, khi nhìn qua kính hiển vi sau đó thì chúng sẽ có màu tím. Điều này là do lớp peptidoglycan dày trong thành tế bào vi khuẩn giữ lại màu nhuộm sau khi màu bị rửa sạch khỏi phần còn lại của mẫu, trong giai đoạn khử màu của thử nghiệm.Vi khuẩn Gram âm không thể giữ lại màu nhuộm tím sau bước khử màu; cồn được sử dụng trong giai đoạn này làm phân hủy màng ngoài của tế bào Gram âm, làm cho thành tế bào xốp hơn và không có khả năng giữ lại màu tím tinh thể. Lớp peptidoglycan của chúng mỏng hơn và kẹp giữa màng tế bào bên trong và màng ngoài của vi khuẩn, làm cho chúng sẽ có màu của phản chất nhuộm (safranin hoặc fuchsine) nên khi nhìn qua kính sẽ có màu đỏ hoặc hồng.Mặc dù lớp peptidoglycan dày hơn, vi khuẩn Gram dương lại mẫn cảm với kháng sinh hơn Gram âm, do thiếu lớp màng ngoài.