Tanto as bactérias Gram-negativas como as Gram-positivas têm uma parede celular, mas a estrutura da parede celular correspondente pode ser ligeiramente diferente. Ambas contêm peptidoglicano, mas as bactérias Gram-positivas podem ter até 50 camadas de peptidoglicano. As bactérias Gram-negativas têm menos camadas de peptidoglicanos, geralmente cerca de 1-2 camadas. O peptidoglycan pode ter uma camada de lipoproteínas no exterior, que pode ligar o peptidoglycan à membrana exterior. A membrana externa é na realidade a camada lipídica, que é semelhante em estrutura à membrana celular, mas é assimétrica e por isso difere da estrutura da membrana celular. Fora do bico lipídico está o lipopolissacarídeo, que é a endotoxina das bactérias Gram-negativas e pode ser dividido em polissacarídeos do núcleo, lipídeo A e polissacarídeos específicos.