Gramnegativní bakterie jsou bakterie, které při barvení nezachycují barvivo krystalové violeti. Při Gramově barvicím testu se po krystalové violeti přidává protibarvivo safranin. Ten zbarví všechny gramnegativní bakterie červeně nebo růžově.

K tomu dochází proto, že vnější membrána brání průniku skvrny. Samotný test je užitečný při klasifikaci dvou různých typů bakterií na základě strukturálních rozdílů jejich buněčných stěn. Grampozitivní bakterie zadržují barvivo krystalové violeti po promytí v odbarvovacím roztoku. Ve srovnání s grampozitivními bakteriemi jsou gramnegativní bakterie odolnější vůči antibiotikům, protože mají relativně nepropustnou buněčnou stěnu.

Důležitá je lipopolysacharidová vrstva (LPS). U lidí LPS vyvolává vrozenou imunitní odpověď s produkcí cytokinů a aktivací imunitního systému. Zánět je běžným důsledkem produkce cytokinů.