革兰氏阴性菌泛指革兰氏染色反应呈红色的细菌。在革兰氏染色实验中，首先添加了龙胆紫（crystal violet），再添入另一种复染染料（通常使用番红（safranin）或品红（fuchsine）），从而将所有的革兰氏阴性菌染成红色或粉色。通过这种测试我们可以区分两种细胞壁结构不同的细菌。革兰氏阳性菌在反应后的除色溶液中将呈现龙胆紫的颜色。
革兰氏阴性菌细胞壁中肽聚糖含量低，而脂类含量高。当用乙醇处理时，脂类物质溶解，细胞壁通透性增强，使龙胆紫极易被乙醇抽出而脱色；再度染上复染液番红的时候，便呈现红色了。
特性
1、胞质膜（Cytoplasmic membrane）：存在于细胞质中各膜结合细胞器中的膜，包括核膜、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜、线粒体膜、叶绿体膜、过氧化物酶体膜等。
2、肽聚糖薄层，比革兰氏阳性菌要薄得多 。
3、外层膜（outer membrane），是在肽聚糖层之外的膜，内含有脂多糖，核糖，O抗原。
4、外层膜中还有孔蛋白，允许特定的分子通过。
5、周质（periplasmic space）： 指肽聚糖层和外层膜之间的空间 。
6、S层直接与外层膜相连，而非肽聚糖层。
7、如果有鞭毛，表毛有四个支撑环而不是两个。
8、没有磷壁酸（teichoic acids）或者脂磷壁酸。
9、多糖骨架上有脂蛋白。
10、大多数革兰氏阴性菌中含有胞壁质脂蛋白（Braun's lipoprotein），其作用为通过共价键连接外层膜和多糖。
11、大多数革兰氏阴性菌非孢子生殖（伯氏考克斯体（Coxiella burnetii）除外）。
病源
革兰氏阴性菌的病原能力通常与其细胞壁组成相关，具体说来有脂多糖（lipopolysaccharide，又称为LPS或者内毒素（endotoxin））层。在人体中，LPS可以激发一种固有免疫反应（innate immune response）这种反应是通过细胞素制造和免疫系统活化等来描述其特征的。比如，红肿就是细胞素产生并释放导致的。因为脂多糖在革兰氏阴性菌的细胞墙表皮，所以大多数或旧型抗生素都不能有效抑制此类细菌。
辨别方式
用结晶紫液加碘液染色，再用95%酒精脱色，然后用稀复红液染色。经过这样的处理，有的细菌被染成紫色，是革兰氏阳性菌，有的被染成红色，是革兰氏阴性菌。
革兰氏阴性菌的种类
革兰氏阴性菌，以大肠杆菌为代表。大肠杆菌为兼气性菌种，一般生存于肠道中及厌氧的环境中。革兰氏阴性菌细胞壁的特征为有一层outer memberane 与阳性菌种不同。截至2011年对大肠杆菌的研究很多，除了它是一般食物中是否有被污染的指标外，很多分子生物学方面的研究皆需要使用到大肠杆菌[2] 当作实验宿主。
除了大肠杆菌外，变形杆菌、痢疾杆菌、肺炎杆菌、布氏杆菌、流感(嗜血)杆菌、副流感(嗜血)杆菌、卡他(摩拉)菌、不动杆菌属、耶尔森菌属、嗜肺军团菌、百日咳杆菌、副百日咳杆菌、志贺菌属、巴斯德菌属、霍乱弧菌、副溶血性杆菌、类志贺吡邻单胞菌等也是革兰氏阴性菌。
