Les bâtonnets à Gram négatif, ou bacilles, sont des bactéries en forme de bâtonnet qui donnent un résultat négatif avec la coloration de Gram. Ces bactéries ont une fine couche de peptidoglycane prise en sandwich entre la membrane cellulaire interne et externe. Cette couche est éliminée lorsque les cellules bactériennes sont lavées avec une solution d'alcool afin qu'elles ne retiennent pas la coloration cristal violet appliquée en premier. Au lieu de cela, les cellules deviennent rouges ou roses avec la contre-coloration à la safranine ou à la fuchsine.
En revanche, les bactéries à Gram positif ont une épaisse couche de peptidoglycane et conservent la coloration cristal violet, même après avoir lavé les cellules avec une solution d'alcool. Quelques exemples de bâtonnets à Gram négatif sont les espèces Salmonella, Escherichia, Pseudomonas, Vibrio, Campylobacter et Shigella. Ce type de bactéries est connu pour provoquer une pneumonie, des infections des voies urinaires, du tractus gastro-intestinal, de la circulation sanguine et d'autres parties du corps. Escherichia coli se trouve couramment dans le tractus gastro-intestinal des personnes et provoque des infections des voies urinaires et du tractus gastro-intestinal. La salmonellose est la diarrhée causée par la bactérie Salmonella. Les sources communes de cette bactérie sont les œufs, les produits laitiers et la volaille. Une espèce particulière, Salmonella typhi, cependant, ne provoque pas de diarrhée mais plutôt de fièvre entérique. Klebsiella pneumonia est un autre bacille à Gram négatif qui suscite une préoccupation croissante concernant l'incidence de la pneumonie. En raison de la résistance de ces bactéries à presque tous les antibiotiques modernes, elles sont plus difficiles à contrôler et se propagent dans le monde entier.
