Barvanje po Gramu se nanaša na pozitiven ali negativen rezultat testa, ki nastane, ko se v kulturo bakterij vnese jod, da se identificira njihova vrsta. Ta test, znan kot obarvanje po Gramu, deluje tako, da odkrije prisotnost lipopolisaharidov (lipoglikanov) in peptidoglikanov (mureinov), ki jih vsebujejo celične stene vzorca bakterij. Bakterije, ki imajo visoko raven peptidoglikanov, naj bi bile gram-pozitivne. Nasprotno pa nižje ravni peptidoglikanov z lipopolisaharidi kažejo, da je vzorec gram-negativen.
Najprej se vzorec bakterij položi na stekelce in segreje le do te mere, da postane neškodljiv v smislu, da bi bil nalezljiv za obdelovalca. Nato vzorec bakterije obdelamo z raztopino encijan vijoličnega joda do šestdeset sekund. Stekelce nato nežno speremo pod čisto vodo in nanesemo raztopino Gram, ki je zmes joda in kalijevega jodida, razredčenega v vodi. Ta korak sproži reakcijo na spojino gentian violet.
Na začetku reakcija povzroči temno modro barvo. Vendar pa naknadno izpiranje z etilnim alkoholom povzroči, da barva v nekaterih vzorcih bakterij izkrvavi, pri drugih pa ne. Nanese se končna raztopina barvila, ki uporablja kontrastno barvo, običajno različico rdeče. Vzorec, ki sprejme to protibarvanje, bo videti rožnat in je označen kot gram-negativen. Vendar je vzorec, ki ohrani temno modro barvo, gram-pozitiven.
Poleg identifikacijskih namenov je pomen testa obarvanja po Gramu tudi v tem, da po Gramu negativne bakterije proizvajajo močne endotoksine, ki lahko povzročijo resne bolezni, kot sta kolera in tifus. Številne gram-negativne bakterije so tudi odporne na antibiotike in iz njih ni mogoče izdelati cepiv. Poleg tega vse bakterije ne dajejo pozitivnega ali negativnega rezultata. Dejansko se nekatere vrste štejejo za nedoločene po Gramu ali spremenljive po Gramu. Na druge vrste test popolnoma ne vpliva samo zato, ker imajo v svojih celičnih stenah zaščitno plast, podobno vosku, ki je madeži ne morejo prodreti.
Test obarvanja po Gramu je v poznih 1800-ih razvil znani danski bakteriolog Hans Christian Gram. Vendar prvotni namen testa obarvanja po Gramu sploh ni bil razlikovati med različnimi vrstami bakterij. Pravzaprav se je dr. Gram samo odločil za boljši način za odkrivanje prisotnosti bakterij v vzorcih sputuma, ki so jih dali bolniki s pljučnico. Zanimivo je tudi dejstvo, da bi odkritje dr. Grama, čeprav nenamerno, imelo velik vpliv na študij bakterij, odpornih na antibiotike, pol stoletja pozneje.