Questa caratteristica spiega la particolare difficoltà di colorare i micobatteri con i normali coloranti di Gram: essi necessitano infatti di un procedimento particolare, la cosiddetta colorazione di Ziehl-Neelsen. Questa è una colorazione differenziale che prevede l'utilizzo in primo luogo di fucsina ed acido fenico, che vengono particolarmente ben assorbiti dai micobatteri; in seguito si procede con una decolorazione in HCl (che non ha effetto sui micobatteri, ma che decolora invece tutti gli altri batteri presenti sul vetrino), ed infine con l'aggiunta di blu di metilene (che a sua volta non viene assorbito dai micobatteri, ma solo dai batteri circostanti). Nel vetrino così colorato, i micobatteri appaiono come bastoncini rossi (perché NON hanno perso la colorazione iniziale della fucsina) sullo sfondo blu degli altri batteri eventualmente presenti nel materiale.