試料を染色する方法には、大きく分けてin vitro染色とin vivo染色があり、このうちin vitro染色は生きていない細胞を染色する方法です。
in vitro染色の中で代表的な方法としては、グラム染色やチール・ネールゼン染色、ゴルザ染色などが知られており、より詳しい観察を行うため、染色方法を組み合わせて観察を行う方法もあります。
染色に使われる染料は、試料に含まれる特定の成分を染め出すことができる性質を持つものもあり、試料中にそれらの成分が含まれているかどうかを観察するために使われます。