Vaikka mikrobit tai eläinsolut voivat näkyä mikroskoopin alla, pienen solun yksittäisiä osia voi olla vaikea erottaa toisistaan, koska mikroskoopin alla olevat värit voivat näyttää samanlaisilta tai solut näyttävät läpikuultavilta. Laboratorioanalyytikot, jotka ovat erikoistuneet solujen mikroskooppiseen analyysiin, käyttävät värjäysmenetelmiä värin antamiseksi solulle, jotta he voivat nähdä osat selvästi. Differentiaalivärjäys viittaa värjäystyyppiin, jonka avulla analyytikko voi erottaa erityyppiset solut toisistaan; se on yleinen termi, joka sisältää erilaisia värjäysmenetelmiä.
Kun eläin hajotetaan soluiksi, solut voivat vaihdella ulkonäöltään ja toiminnaltaan. Yleensä eri lajeilla on solusarjoja, jotka näyttävät yksittäisiltä mikroskoopin alla. Yleinen esimerkki lajien ja ryhmien välisistä eroista on tapa, jolla useimmat bakteerit voidaan jakaa kahteen ryhmään sen perusteella, miten ne reagoivat tiettyyn tahraan, jota kutsutaan Gram -väriksi. Hans Christian Gram oli tanskalainen mikrobiologi, joka keksi ensimmäisen kerran tahran vuonna 1844, joka on edelleen yleisessä käytössä hyödyllisenä ensimmäisenä vaiheena bakteerien tunnistamisessa laboratoriossa.
Erotusvärjäyksessä bakteeripopulaation näyte käsitellään värisarjoilla prosessissa, joka sisältää vaiheita, kuten näytteiden lämmittämisen ja pesemisen, niin että väriaine pääsee kaikkiin soluihin. Eri vaiheissa käytetään värejä, kuten kristalliviolettia ja fuksiinia, sekä muita aineita, kuten alkoholia ja jodia, värin korjaamiseksi. Vaaleanpunaiset solut tunnistetaan gramnegatiivisiksi, kun taas siniset solut prosessin lopussa ovat grampositiivisia. Tämä väriero auttaa mikrobiologia määrittämään, minkä tyyppisiä soluseiniä lajilla on, mikä auttaa kaventamaan mahdollista luetteloa lajeista, joihin tuntematon näyte kuuluu. Gram -tyypin osoittamisen lisäksi differentiaalinen värjäysprosessi tekee solujen muodoista ja järjestelyistä ilmeisempiä, mikä auttaa myös tunnistamisessa.
Eläinsolut voidaan myös lajitella mikroskoopilla eri värjäyksellä. Esimerkiksi veressä kiertävät solut reagoivat eri tavoin tiettyihin tahroihin. Esimerkki on Wrightin tahra, joka sisältää väriaineita, kuten eosiinia ja metyleenisinistä, ja joka voi kertoa laboratorioanalyytikolle, minkä tyyppisiä verisoluja näytteessä on ja missä pitoisuudessa. Esimerkiksi eosinofiilisoluilla on taipumus ottaa paljon eosiinin väriä verrattuna muihin verisoluihin. Analyytikot käyttävät yleensä värjäytymistä, joka tunnistetaan eri värjäyksellä, sekä muita solun ominaisuuksia, kuten kokoa, muotoa ja sisäisiä rakenteita selvittääkseen, mitkä solut ovat näytteessä.