染料分為天然染料和人工染料兩種。天然染料有胭脂蟲紅、地衣素、石蕊和蘇木素等，它們多從植物體中提取得到，其成分復雜，有些至今還未搞清楚。主要采用人工染料，也稱煤焦油染料，多從煤焦油中提取獲得，是苯的衍生物。多數染料為帶色的有機酸或堿類，難溶于水，而易溶于有機溶劑中。為使它們易溶于水，通常制成鹽類。
染料可按其電離后染料離子所帶電荷的性質，分為酸性染料、堿性染料、中性（復合）染料和單純染料四大類。
1、微生物染色— 酸性染料
這類染料電離后染料離子帶負電，如伊紅、剛果紅、藻紅、苯胺黑、苦味酸和酸性復紅等，可與堿性物質結合成鹽。當培養基因糖類分解產酸使pH值下降時，細菌所帶的正電荷增加，這時選擇酸性染料，易被染色。
2、微生物染色— 堿性染料
這類染料電離后染料離子帶正電，可與酸性物質結合成鹽。微生物實驗室一般常用的堿性染料有美蘭、甲基紫、結晶紫、堿性復紅、中性紅、孔雀綠和蕃紅等，在一般的情況下，細菌易被堿性染料染色。
3、微生物染色— 中性染料
酸性染料與堿性染料的結合物叫做中性（復合）染料，如瑞脫氏（Wright）染料和基姆薩氏（Gimsa）染料等，后者常用于細胞核的染色。
4、微生物染色— 單純染料
這類染料的化學親和力低，不能和被染的物質生成鹽，其染色能力視其是否溶于被染物而定，因為它們大多數都屬于偶氮化合物，不溶于水，但溶于脂肪溶劑中，如紫丹類（Sudanb）的染料。