細(xì)菌細(xì)胞壁主要成分是肽聚糖（peptidoglycan）,又稱粘肽(mucopetide)。細(xì)胞壁的機(jī)械強(qiáng)度有賴于肽聚糖的存在。合成肽聚糖是原核生物特有的能力。肽聚糖是由n-乙酰葡萄糖胺和n-乙酰胞酸兩種氨基糖經(jīng)β-1.4糖苷鍵連接間隔排列形成的多糖支架。在n-乙酰胞壁酸分子上連接四肽側(cè)鏈，肽鏈之間再由肽橋或肽鏈聯(lián)系起來，組成一個(gè)機(jī)械性很強(qiáng)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。各種細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖支架均相同，在四肽側(cè)鏈的組成及其連接方式隨菌種而異。
革蘭氏陽性菌的四肽側(cè)鏈氨基酸由d-丙-d-谷-r-l-賴-d-丙組成。初合成的肽鏈末端多一個(gè)d-丙氨酸殘基。肽橋是一條5個(gè)甘氨酸的肽鏈，交聯(lián)時(shí)一端與側(cè)鏈第三位上賴氨酸連接，另一端在轉(zhuǎn)肽酶的作用下，使另一條五肽側(cè)鏈末端d-丙氨酸脫去，而與側(cè)鏈第四位d-丙氨酸連接。從x光檢查可見肽聚糖的多糖鏈?zhǔn)且粭l較硬而又呈螺旋狀卷曲的長桿，由于其呈螺旋狀，連接在其上的肽鏈才伸向四方，使交聯(lián)受到一定了限制，只有鄰近的肽鏈才可交聯(lián)。但葡萄球菌的肽橋較長，有可塑性，使遠(yuǎn)距離的肽鏈間也可交聯(lián)，交聯(lián)率達(dá)90%，形成堅(jiān)固致密的三維立本網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。革蘭氏陰性大腸桿菌的四肽側(cè)鏈中第三位的氨基酸被二氨基庚二酸（dap）所取代，以肽鏈直接與相鄰四肽側(cè)鏈中的d-丙氨酸相連，且交聯(lián)率低，沒有五肽交聯(lián)橋，形成二維平面結(jié)構(gòu)，所以其結(jié)構(gòu)較革蘭氏陽性的葡萄球疏樺。
凡能破壞肽聚糖結(jié)構(gòu)或抑制其合成的物質(zhì)，都能損傷細(xì)胞壁而使細(xì)菌變形或殺傷細(xì)菌，例如溶菌酶（lysozyme）能切斷肽聚糖中n-乙酰葡萄糖胺和n-乙酰胞壁酸之間的β-1.4糖苷鍵之間的聯(lián)苷鍵之間的聯(lián)結(jié)，破壞肽聚糖支架，引起細(xì)菌裂解。青霉素和頭孢菌素能與細(xì)菌競爭合成胞壁過程所需的轉(zhuǎn)肽酶，抑制四肽側(cè)鏈上d-丙氨酸與五肽橋之間的聯(lián)結(jié)，使細(xì)菌不能合成完整的細(xì)胞壁，可導(dǎo)致細(xì)菌死亡。人和動(dòng)物細(xì)胞無細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，亦無肽聚糖，故溶菌酶和青霉素對人體細(xì)胞均無毒性作用。除肽聚糖這一基本成份以外，革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌還各有其特殊結(jié)構(gòu)的成分。
細(xì)菌細(xì)胞壁堅(jiān)韌而富有彈性，保護(hù)細(xì)菌抵抗低滲環(huán)境，承受世界杯內(nèi)的5～25個(gè)大氣的滲透壓，并使細(xì)菌在低滲的環(huán)境下細(xì)胞不易破裂；細(xì)胞壁對維持細(xì)菌的固有形態(tài)起重要作用；可充許水分及直徑小于1nm的可溶性小分子自由通過，與物質(zhì)交換有關(guān)；細(xì)胞壁上帶有多種抗原決定簇，決定了細(xì)菌菌體的抗原性。