微生物染色的原理主要依賴於物理和化學兩個因素。以下是詳細介紹：
物理因素。包括細胞及細胞物質對染料的毛細現象、滲透性和吸附作用，這些物理現象使得染料能夠附著在微生物細胞上。
化學因素。基於細胞物質和染料的不同性質之間的化學反應，例如，細菌的等電點通常較低，在中性、鹼性或弱酸性溶液中，菌體蛋白質電離後帶負電荷，而鹼性染料電離時染料離子帶正電，因此細菌容易與帶正電的鹼性染料結合。
此外，染色過程中還考慮到微生物細胞的構造、外膜通透性、培養基組成、菌齡、染色液中的電解質含量和pH值、溫度以及藥物的影響，這些因素共同影響了染色的效果和微生物的可見性。