脂多糖是G-細菌細胞壁所特有的成分，位于G-細菌細胞壁外面的一層較厚（8～10nm）的類脂多糖類物質，由類脂A、核心多糖和O－特異側鏈3部分組成。類脂A是由2個氨基葡萄糖組成的二糖，分別與磷酸和長鏈脂肪酸相連；核心多糖是由5～10種糖，主要是己糖或己糖胺組成；O-特異側鏈（也稱O-抗原）是由3～5個單糖組成的多個重復單位聚合而成，O-抗原具有抗原特異性。 LPS主要功能有：

①類脂A是G-細菌致病性內毒素的物質基礎；

②與磷壁酸相似，也有吸附Mg、Ca等陽離子以提高這些離子在細胞表面濃度的作用；

③由于LPS結構的變化，決定了G-細菌細胞表面抗原決定簇的多樣性。

④是許多噬菌體在細胞表面的吸附受體；

⑤具有控制某些物質進出細胞的部分選擇性屏障功能。

脂多糖要維持其結構的穩定性需要足量Ca的存在。如果用螯合劑除去Ca，LPS就解體。這時，G-細菌的內壁層肽聚糖就暴露出來，因而就可被溶菌酶所水解。

蛋白質 在G-細菌細胞壁中含有較多的蛋白質，主要有外膜蛋白、脂蛋白、嵌合在脂多糖和磷脂層上的蛋白等。另外還有存在于周質空間的周質蛋白（包括各種負責溶質運輸的蛋白以及各種水解酶類和某些合成酶類）。在G-細菌細胞壁中也有蛋白質，但含量較少。