负染技术首先由Hall（1955）等人所采用，在后来的生物学研究中得到了越来越广泛的应用。负染样本不需经过固定、脱水、包埋和超薄切片等复杂操作，而是直接对沉降的样品匀浆悬浮液进行染色。

组织超薄切片的染色通常称为正染色。在正染色时，重金属离子与大分子反应增加了样品结构的电子密度，使之在电镜下观察时呈黑色，但背底未被染色，观察时呈白色，从而形成样品图像反差。

负染又称阴性反差染色，它是利用高密度的、且在透射电镜下又不显示结构的重金属盐（如磷钨酸、醋酸铀等），把生物标本包围起来、在黑暗的背景上显示出呈现阴性反差样品的微细结构。所以负染色所显示的电镜图像，正好与超薄切片正染色相反，其样品结构为透明浅色，而背底则为无结构的灰色或黑色。对于负染色的机制，目前还不够清楚。在负染色中，样品与染液之间不发生反应，只是利用样品染色剂密度的悬殊对比而将样品衬托出来，故称负染色法。与超薄切片技术相比，该技术具有操作简便、用药量极少、省时快速及分辨力高等优点，现广泛用于细菌、病毒、大分子结构、亚细胞碎片及分离的细胞器等研究工作。特别是在病毒学领域，负染色更能发挥其独到作用，是一项很重要的实验技术。