Бактериальные клетки хорошо видны в микроскоп после их окрашивания. Окрашенные препараты можно рассматривать при большом увеличении микроскопа с иммерсионной системой, для чего кедровое масло наносят непосредственно на окрашенный мазок. Для микрофотографии также удобно пользоваться окрашенными препаратами.
Существует ряд различных методов окраски бактерий и их жгутиков. Все эти методы описаны в практических руководствах по микробиологии. Из специальных методов окраски при классификации и определении видового состава микроорганизмов большое значение имеет окраска по Граму. Способность клеток окрашиваться по Граму объясняется особыми свойствами белков протоплазмы и оболочки, отражающими их биохимические различия, которые связаны с наличием в клетках рибонуклеиновой кислоты определенной структуры (J. Bartholomew, 1962). Сущность окраски заключается в различной способности клеток удерживать краску. Одни виды бактерий при промывании их после окраски спиртом отдают краску, другие ее удерживают. Виды бактерий, способные воспринимать и удерживать краску при окраске по Граму, красятся в фиолетовый цвет, остальные — в розовый.
Количество жгутиков и их расположение на клетке также является характерным признаком для каждого вида подвижных микроорганизмов. В определителе Н. А. Красильникова этот признак использован как один из основных при систематике бактерий. По расположению жгутиков и их количеству бактерии делятся на: монотрихи — имеющие на конце клетки один жгутик, лофотрихи— имеющие пучок жгутиков на конце клетки, перитрихи — у которых жгутики расположены по всей поверхности клетки. Диаметр жгутиков равен тысячным долям микрона, поэтому они становятся видны только в электронный микроскоп или после специальной окраски с применением протравителей, которые, осаждаясь на поверхности жгутиков, увеличивают их толщину.
Особенности роста микроорганизмов на специальных питательных средах, а также особенности их воздействия на эти среды являются весьма характерными для каждого вида. Специфика биохимической деятельности микроорганизмов зависит от имеющихся у них ферментов. Наличием ферментов определяется вся физиологическая деятельность данного вида, способность их усваивать различные питательные вещества, воздействовать на внешнюю среду и т. д. Обычно для идентификации принято пользоваться определенным набором питательных сред, на которых проявляются характерные особенности роста данного микроорганизма, а также наблюдается изменение самих сред в процессе его выращивания.
Как минимум, для определения вида микроорганизма берут: 1) среды с разными источниками азота — органическими и минеральными; 2) желатину, которую способны разжижать организмы, обладающие протеолитическими ферментами; 3) молоко, которое одни культуры, способные сбраживать молочный сахар, подкисляют и свертывают, а другие — подщелачивают или, разлагая белки, пептояизируют; сгусток в молоке может образоваться и под действием ферментов типа сычужного; 4) питательный агар с крахмалом, который способны разлагать только виды, обладающие ферментом амилазой; 5) среды с нитратами, которые микроорганизмы восстанавливают в разной степени до нитритов или до газообразного азота; 6) набор Сахаров, которые по-разному усваиваются и сбраживаются разными видами.