两者主要是细胞壁的结构不同.
革兰氏阳性菌的细胞壁,是一层厚而致密的肽聚糖和磷壁酸组成.肽聚糖的肽链之间通过5个甘氨酸交联着.
革兰氏阴性菌的细胞壁则是多层结构,从内到外依次是：薄薄的肽聚糖层,脂蛋白层/周质层,磷脂层和脂多糖层.革兰氏阴性菌的肽聚糖结构也和革兰氏阳性菌的有所不同,肽链是直接交联在一起的.
细胞壁结构的不同,决定了两类细菌革兰氏染色结果(阳性紫色阴性红色)和对不同类抗生素敏感性的不同.
革兰氏阳性细菌与阴性细菌的比较
1884年革兰氏染色法被发明，用于细菌的形态观察和分类，根据革兰氏染色反应的基本特征，细菌可以主要分为两大类：G阳性（G+）和G阴性（G-）。前者经过染色后细菌细胞仍然保留初染结晶紫的蓝紫色，后者经过染色后细菌细胞则先脱去了初染结晶紫的颜色，带上了复杂蕃红或沙黄的红色。本文将从细胞形态和结构，生理特性以及在生产生活中不同的运用这三个方面，来对革兰氏阳性细菌与阴性细菌进行进一步比较。 一、细胞形态和结构
细胞的基本结构包括细胞壁和原生质体两部分。原生质体位于细胞壁内，包括细胞膜（细胞质膜）、细胞质、核质和内含物。另外细胞还含有有些特殊结构，主要有荚膜、芽孢、鞭毛和菌毛等4种。由于革兰氏阳性细菌与阴性细菌在结构上的差别主要在于细胞壁，故本文就细胞壁与非细胞壁结构两部分来进行集中比较。 1. 细胞壁
革兰氏染色的机理主要是抓住了革兰氏阳性细菌与阴性细菌在细胞壁的结构与组成上的不同，具体比较见下表： 性质
革兰氏阳性细菌 革兰氏阴性细菌 内壁层 外壁层 结构 厚度（㎜） 20~80 2~3 8 层次 单层 多层 肽聚糖关系 多层，75%亚单位交联，网络紧密坚固 单层，30%亚单位交联，网络较疏松 与细胞膜关系 不紧密 紧密 组成
肽聚糖 占细胞干重的40%~90% 5%~10% 无 磷聚（酸）酯 有或无 无 无 多糖 有 无 无 蛋白质 有或无 无 有 脂多糖 有 有或无 11%~22% 进一步的，革兰氏阳性细菌的细胞壁主要由肽聚糖和包括磷酸壁的酸性多糖构成，细胞表面整体带负电的部分原因就是因为磷酸壁带负电。同时，磷酸壁赋予了革兰氏阳性细菌以特异的表面抗原（殷士学.环境微生物学.北京:殷机械工业出版社.2008年.P9）
总的说来，细胞壁结构的差异导致了染料吸收的差异，也导致了很多生理特性的不同。 2. 非细胞壁结构
在非细胞壁结构中，革兰氏阳性细菌和阴性细菌主要的区别在于是否有芽孢和鞭毛与性菌毛的不同上。
芽孢是某些细菌菌体发育过程中的一个阶段，在一定的环境条件下由于细胞质和核质的浓缩凝集形成的一种特殊结构。革兰氏阴性细菌中没有会形成芽孢的菌种，而部分革兰氏阳性细菌可以。
另外，在鞭毛和性菌毛方面两者也有不同。鞭毛和性菌毛都是附属物。某些细菌表面伸出的细长、波曲的附属物称为鞭毛。（顾夏生,胡洪营,文湘华,王慧等.水处理生物学.北京:中国建筑工业出版社.2010年.P16）革兰氏阳性细菌的鞭毛上基本着生两个环，革兰氏阴性细菌则基本着生四个环。（赵开弘.环境微生物学.武汉:华中科技大学.2009年.P30）性菌毛只见于革兰氏阴性菌，参与细胞间称作接合作用的交配过程。 二、生理特性
以下是关于革兰氏阳性细菌和阴性细菌在生理特性方面的比较。两者的不同从本质上来说，还是主要是由细胞结构的不同所决定的。
项目
革兰氏阳性细菌 革兰氏阴性细菌 对机械力的抗性 强 弱
细胞壁抗溶菌酶 弱（敏感） 强（不敏感）* 对青霉素、磺胺
敏感
不敏感* 对链霉素、氯霉素、四环素 不敏感 敏感 对碱性染料的抑菌作用 强 弱* 对阴离子去污剂 敏感 不敏感* 对叠氮化钠 敏感 不敏感 对干燥
抗性强
抗性弱
*细胞壁最外层的脂多糖阻碍溶菌酶、抗生素、染料、去污剂等较大分子进入
三、生产生活运用
革兰氏阳性细菌与阴性细菌在细胞结构与生理特性方面的不同，决定了二者在生产生活中的不同运用。
以医学上的运用为例，由以上关于革兰氏阳性细菌与阴性细菌在生理特性上的讨论可以知道，两者对于抗生素的作用是不同的，医学上用于治疗革兰氏阳性细菌与阴性细菌的药物因而也有千差万别（具体见附）。目前，医疗上对于革兰氏阳性细菌的研究主要集中在药物种类的研制上，尤其是革兰氏阳性球菌的感染日趋增多，需要有更多种类的药物来控制；而革兰氏阴性细菌的问题主要集中在变异性高，抗生能力不断加强，药物的研究着眼于细菌抗生能力方面。但无论如何，两者的研究技术与手段都是相通的，其发展速度也都在不断上升。 四、总结
通过对革兰氏阳性细菌和阴性细菌在细胞形态，结构，生理特征以及运用上的比较，不难发现，两者在细胞结构上的差异是所有问题的根源。两种细菌在细胞壁结构上的不同造成了其对于不同抗生素的敏感性不同，也就直接导致了其抑制药物的不同。所以，对于革兰氏阳性细菌和阴性细菌的运用研究最终还是要回归到对其结构的研究，结构决定功能，这是我们在进行科学探索时可以参考的一个着手点。
