グラム染色は、細菌などの病原性の高さを判別するため、また細菌の種類が何であるかを同定するための初めのステップとして大切な染色方法ですが、この方法では検出できない菌もあります。
結核菌、非結核性抗酸菌などは、グラム陽性桿菌ではあるのですが、脂質を含有していることから通常のグラム染色では染色することが難しいのです。
そこで、チール・ネールゼン染色という方法（菌そのものは赤いカルボールフクシンで染色、背景をメチレンブルーやマラカイトグリーンで染色する方法）が用いられます。