La colorazione Giemsa è anche una colorazione differenziale, come quando viene combinata con la colorazione Wright per formare la colorazione Wright-Giemsa. Può essere usato per studiare l'aderenza dei batteri patogeni alle cellule umane. Colora in modo differenziato rispettivamente le cellule umane e batteriche viola e rosa. Può essere utilizzato per la diagnosi istopatologica della malaria e di alcuni altri parassiti del sangue spirochete e protozoo. È anche usato nella colorazione cellulare del Wolbachia che infetta la Drosophila melanogaster.