由G和M组成的二糖以及联在M上的四肽是肽聚糖的基本结构单位。聚糖链的长度亦因菌种而异,短到9个二糖单位，长到170多个二糖单位；1个二糖单位长10.3埃，所以总长度可从 100埃到1700埃左右。各个四肽链之间有交联。在革兰氏阴性菌,多半是两条肽聚糖的肽链直接交联,交联的肽链占肽链总数的50%。而革兰氏阳性菌则是通过另一条肽桥交联，如：[[金黄色葡萄球菌]]的肽桥为五个[[甘氨酸]]组成的五肽，交联的肽链占肽链总数的 75～100%。立体的交联使肽聚糖形成多层次网状结构。 革兰氏阴性菌，因肽聚糖层次较少（如：大肠杆菌为3层，厚度约2～3纳米），交联程度较低,所以网状结构疏松；而革兰氏阳性菌，因肽聚糖层次较多（如：金黄色葡萄球菌约10层，枯草杆菌约20层，厚度可达10～50纳米），交联程度较高，网状结构紧密。这两类[[细菌]]在肽聚糖含量、厚度、层次和交联程度上的差别，再加上[[细胞壁]]其他组份上的不同，反映在染色性质，对溶菌酶敏感程度和物质透过性质等方面都有很大的不同。少数如：[[嗜盐菌]]，细胞壁结构特殊，不含肽聚糖。

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