Giemsa madež je standardizirana mešanica barvil, zaradi katere različne vrste celic jasno izstopajo v razmazu krvi ali tanki rezini tkiva. Ta madež je poimenovan po nemškem kemiku Gustavu Giemsi, ki ga je prvi razvil za svoje delo pri preučevanju parazita, ki povzroča malarijo, Plasmodium. Za zagotovitev, da lahko tehnik, ki pregleda vzorec, dobi natančno odčitavanje, morajo biti koraki postopka obarvanja standardizirani kot tudi mešanica barvil. Barvanje po Giemsi se imenuje diferencialno obarvanje, ker proizvaja različne barve, odvisno od tega, na kaj se veže, kot je citoplazma ali DNK.
Formula za barvanje Giemsa je bila sčasoma prilagojena za izboljšanje stabilnosti barvil in barv, ki nastanejo. Trenutne standardne mešanice vključujejo metilensko modro, eozin in včasih azurno B. Ta barvila so pogosto shranjena v suhi obliki v prahu in pomešana z vodo tik pred uporabo. Če je v mešanici barvil pred uporabo prisotna voda, bodo nekatere spojine oksidirale in se nepravilno obarvale.
Natančni koraki postopka za uporabo barvila Giemsa se lahko razlikujejo glede na to, za kateri organizem ali vrsto celice se vzorec preiskuje, kot tudi od sestave samega vzorca. Vzorec, ki bo obarvan z barvo Giemsa, se običajno razmaže na stekelce ali ga pritrdi na stekelce zelo kmalu po zbiranju. Tanek krvni razmaz se običajno fiksira tako, da ga potopimo v metanol, medtem ko debel krvni razmaz preprosto pustimo, da se popolnoma posuši pri sobni temperaturi. Stekelce nato namočimo v madež za določen čas in nato speremo z vodo, ki ima nevtralen pH. Pred ogledom pustite, da se diapozitivi posušijo na zraku.
Zaradi diferencialnega obarvanja, ki ga povzroča Giemsa obarvanje, se citoplazma plazmodija obarva svetlo modro, medtem ko je DNK videti rdeča ali vijolična. Drugi parazit, Giardia lamblia, je obarvan rožnato vijolično, razen DNK, ki je obarvan zelo temno modro. Histoplasma capsulatum, gliva, se nahaja v obliki kvasovk v človeških belih krvnih celicah in obarva temno modro.
Ta postopek obarvanja je koristen tudi pri študijah kromosomov in pri vizualizaciji razlik med različnimi krvnimi celicami. Kromosom na nekaterih delih obarva zelo temno modro, na drugih pa svetlo modro. To povzroči učinek pasov, ki genetikom pomaga najti mesta, kjer so kromosomi doživeli nenavadne spremembe. Rdeče krvne celice so obarvane rožnato, medtem ko se zrnca v mastocitih kažejo kot vijolične pike. Bele krvne celice obarvajo različne odtenke modre, kar omogoča, da se različne vrste – bazofilci, eozinofilci, nevtrofilci in drugi – razlikujejo med seboj.