Nad cytoplazmatickou membránou prokaryot sa nachádza bunková stena. Bakteriálna bunková stena sa skladá z mureínu, resp. pseudomureínu u archeónov. Po chemickej stránke je to peptidoglykán a rozpoznáva ho nešpecifická imunita.

Bunková stena je priepustná, pórovitá, dáva bunke tvar a chráni ju pred vysokým osmotickým tlakom, ktorý vytvára vnútorné prostredie bunky.

Prokaryotické bunky sa na základe stavby bunkovej steny dajú rozlíšiť tzv. Gramovým farbením na a  . Gramovo farbenie zaviedol v roku 1884 Christian Gram. G-bunky majú vo vonkajšej bunkovej stene aj množstvo lipidov.

Princíp Gramovo farbenia spočíva v zachytení jódového komplex v bunkovej stene. Pri vymývaní fialového sfarbenia etanolom (alebo acetónom) sa komplex vyplavuje len z G- baktérií (rozpúšťa sa vonkajšia lipidová vrstva bunkovej steny), čím sa odfarbia. Napokon sa preparát dofarbuje karbolfuchsínom (alebo safranínom). G+bunky teda po Gramovom farbení ostávajú fialové, G-bunky sú červené (alebo ružové).

Rozdelenie baktérií na základe Gramovo farbenia má hlbší význam, medzi obidvoma kategóriami existujú mnohé ďalšie rozdiely (napríklad v citlivosti na antibakteriálne látky a pod.).