Nors mikroskopu galima matyti mikrobus arba gyvūnų ląsteles, atskiras mažos ląstelės dalis gali būti sunku atskirti, nes po mikroskopu spalvos gali atrodyti panašios arba ląstelė atrodo permatoma. Laboratorijos analitikai, kurie specializuojasi mikroskopinėje ląstelių analizėje, naudoja dažymo metodus, kad suteiktų ląstelei spalvas, kad galėtų aiškiai matyti dalis. Diferencinis dažymas reiškia dažymo tipą, leidžiantį analitikui atskirti skirtingus ląstelių tipus; tai bendras terminas, apimantis įvairias dažymo procedūras.
Kai gyvūnas suskaidomas į ląsteles, ląstelės gali skirtis savo išvaizda ir funkcijomis. Paprastai skirtingos rūšys turi ląstelių rinkinius, kurie mikroskopu atrodo individualūs. Dažnas rūšių ir grupių skirtumų pavyzdys yra tai, kad daugumą bakterijų galima suskirstyti į dvi grupes, atsižvelgiant į jų reakciją į tam tikros rūšies dėmę, vadinamą Gramo dėme. Hansas Christianas Gramas buvo danų mikrobiologas, pirmą kartą išradęs dėmę 1844 m., kuri vis dar plačiai naudojama kaip naudingas pirmasis bakterijų identifikavimo žingsnis laboratorijoje.
Atliekant diferencinį dažymą, bakterijų populiacijos mėginys apdorojamas dažų rinkiniais procese, kurį sudaro tokie veiksmai kaip mėginių kaitinimas ir plovimas, kad dažai patektų į visas ląsteles. Įvairiuose etapuose naudojami dažai, tokie kaip krištolinis violetinis ir fuksinas, kartu su kitomis medžiagomis, tokiomis kaip alkoholis ir jodas, kad padėtų nustatyti spalvą. Ląstelės, kurios atrodo rausvos, identifikuojamos kaip gramneigiamos, o mėlynos spalvos ląstelės proceso pabaigoje yra gramteigiamos. Šis spalvų skirtumas padeda mikrobiologui tiksliai nustatyti, kokio tipo ląstelės sienelę turi rūšis, o tai padeda susiaurinti galimą rūšių, kurioms priklauso nežinomas mėginys, sąrašą. Skirtingo dažymo procesas ne tik nurodo gramo tipą, bet ir daro ląstelių formas ir išdėstymą aiškesnes, o tai taip pat padeda identifikuoti.
Gyvūnų ląstelės taip pat gali būti rūšiuojamos po mikroskopu naudojant diferencinį dažymą. Pavyzdžiui, ląstelės, kurios cirkuliuoja kraujyje, skirtingai reaguoja į tam tikras dėmes. Pavyzdys yra Wrighto dėmė, kurioje yra dažiklių, pvz., eozino ir metileno mėlynojo, ir kuri gali pasakyti laboratorijos analitikui, kokio tipo kraujo ląstelės yra mėginyje ir kokia koncentracija. Pavyzdžiui, eozinofilų ląstelė, palyginti su kitomis kraujo ląstelėmis, linkusi įgauti daug eozino spalvos. Analitikai paprastai naudoja dėmių spalvą, nustatytą diferenciniu dažymu, kartu su kitomis ląstelių charakteristikomis, tokiomis kaip dydis, forma ir vidinė struktūra, kad išsiaiškintų, kurios ląstelės yra mėginyje.