그람 염색(Gram staining)은 미생물학에서 세균을 분류하고 식별하는 데 사용되는 염색 방법이다. 이 방법은 1884년 덴마크의 미생물학자 한스 그람(Hans Christian Gram)에 의해 개발되었으며, 세균의 세포벽 구조에 따라 두 그룹으로 나누는 데 중요한 역할을 한다. 그람 염색은 그람 양성균과 그람 음성균으로 구분되며, 이는 세균의 생리학적, 병리학적 특성을 이해하는 데 매우 중요하다.

그람 염색의 과정은 네 단계로 이루어진다. 첫 번째 단계에서는 세균 샘플에 크리스탈 바이올렛(Crystal Violet) 염색액을 첨가하여 세균을 염색한다. 두 번째 단계에서는 요오드 용액을 사용하여 염색된 세균의 색을 고정한다. 세 번째 단계에서는 에탄올 또는 아세톤을 사용해 탈색하는 과정이 있다. 이 과정은 그람 음성균의 세포벽에서 염색 물질이 떨어져 나가는 반면, 그람 양성균의 세포벽은 염색 물질을 유지하게 된다. 마지막 단계에서는 사프라닌(Safranin) 염색액을 추가하여 탈색된 세균을 다시 염색한다.

그람 양성균은 두꺼운 펩티도글리칸 층을 가지고 있어 크리스탈 바이올렛이 고정되어 보라색으로 나타난다. 반면 그람 음성균은 얇은 펩티도글리칸 층과 외막을 가진 구조로, 탈색 후 사프라닌에 의해 핑크색으로 나타난다. 이 차이는 두 그룹의 세균의 생리학적 특성과 치료에 대한 반응에 중요한 정보를 제공한다. 예를 들어, 그람 음성균은 일반적으로 항생제에 대한 저항성이 더 강한 경향이 있다.

그람 염색은 의료 분야에서 세균 감염의 진단에 널리 사용된다. 감염에 대해 즉각적인 정보를 제공하며, 적절한 항생제 선택에도 도움을 준다. 또한, 미생물학 연구에서 새로운 세균 종을 발견하고 분류하는 데 필수적인 염색 기법이다. 이러한 이유로 그람 염색은 바이러스나 진균 등 다른 미생물에 대한 연구와 함께 세균학의 기본적인 도구로 자리잡고 있다.