Las varillas gramnegativas, o bacilos, son bacterias con forma de varilla que dan un resultado negativo con la tinción de Gram. Estas bacterias tienen una capa delgada de peptidoglicano intercalada entre la membrana celular interna y externa. Esta capa se elimina cuando las células bacterianas se lavan con una solución de alcohol para que no retengan la tintura de cristal violeta aplicada por primera vez. En cambio, las células se vuelven rojas o rosadas con la contratinción de safranina o fucsina.
En contraste, las bacterias grampositivas tienen una capa gruesa de peptidoglicano y retienen la tinción de cristal violeta, incluso después de lavar las células con una solución de alcohol. Algunos ejemplos de barras gramnegativas son las especies Salmonella, Escherichia, Pseudomonas, Vibrio, Campylobacter y Shigella. Se sabe que este tipo de bacteria causa neumonía, infecciones en el tracto urinario, tracto gastrointestinal, flujo sanguíneo y otras partes del cuerpo. Escherichia coli se encuentra comúnmente en el tracto gastrointestinal de las personas y causa infecciones del tracto urinario y gastrointestinal. La salmonelosis es la diarrea causada por la bacteria Salmonella. Las fuentes comunes de esta bacteria son los huevos, los productos lácteos y los productos avícolas. Una especie particular, Salmonella typhi, sin embargo, no causa diarrea sino fiebre entérica. Otros bacilos gramnegativos que causan una preocupación creciente con respecto a la incidencia de neumonía son la neumonía por Klebsiella. Debido a la resistencia de estas bacterias a casi todos los antibióticos modernos, son más difíciles de controlar y se están propagando por todo el mundo.