A coloração de Gram não seria eficaz em infecções por Mycobacterium, pois essas bactérias possuem uma parede celular rica em lipídios que não retém os corantes da coloração de Gram. Além disso, a coloração de Gram também não é eficaz para o diagnóstico de infecções fúngicas e infecções virais, já que esses organismos não são bacterianos e não reagem à coloração da mesma forma que as bactérias.