Pewarnaan Giemsa adalah campuran pewarna standar yang membuat berbagai jenis sel terlihat jelas pada apusan darah atau irisan tipis jaringan. Pewarnaan ini dinamai untuk ahli kimia Jerman, Gustav Giemsa, yang pertama kali mengembangkannya untuk karyanya dalam mempelajari parasit yang menyebabkan malaria — Plasmodium. Untuk memastikan teknisi yang memeriksa sampel dapat memperoleh pembacaan yang akurat, langkah-langkah prosedur pewarnaan harus distandarisasi serta campuran pewarna. Pewarnaan Giemsa disebut pewarnaan diferensial karena menghasilkan warna yang berbeda tergantung pada ikatannya, seperti sitoplasma atau DNA.
Formula pewarnaan Giemsa telah disesuaikan dari waktu ke waktu untuk meningkatkan stabilitas pewarna dan warna yang dihasilkan. Campuran standar saat ini termasuk metilen biru, eosin, dan kadang-kadang biru langit B. Pewarna ini sering disimpan dalam bentuk bubuk kering dan dicampur dengan air sebelum digunakan. Jika air ada dalam campuran pewarna sebelum digunakan, beberapa senyawa akan teroksidasi dan noda salah.
Langkah-langkah yang tepat dari prosedur untuk menggunakan pewarnaan Giemsa dapat bervariasi tergantung pada organisme atau jenis sel sampel yang diperiksa serta komposisi sampel itu sendiri. Sampel yang akan diwarnai dengan menggunakan pewarna Giemsa biasanya dioleskan pada, atau ditempelkan pada slide segera setelah diambil. Apusan darah tipis umumnya difiksasi dengan cara dicelupkan ke dalam metanol, sedangkan apusan darah tebal hanya dibiarkan kering sepenuhnya pada suhu kamar. Slide kemudian direndam dalam noda selama beberapa waktu dan kemudian dibilas dengan air yang memiliki pH netral. Slide dibiarkan mengering sebelum dilihat.
Karena pewarnaan diferensial yang dihasilkan oleh pewarnaan Giemsa, sitoplasma Plasmodium terwarnai biru muda sedangkan DNA tampak merah atau ungu. Parasit lain, Giardia lamblia, berwarna merah muda-ungu kecuali DNA, yang berwarna biru tua. Histoplasma capsulatum, jamur, ditemukan dalam bentuk ragi dalam sel darah putih manusia dan berwarna biru tua.
Proses pewarnaan ini juga membantu dalam studi kromosom dan dalam memvisualisasikan perbedaan antara berbagai sel darah. Sebuah kromosom berwarna biru sangat gelap di beberapa bagian dan biru muda di bagian lain. Hal ini menyebabkan efek pita yang membantu ahli genetika menemukan tempat di mana kromosom telah mengalami perubahan yang tidak biasa. Sel darah merah berwarna merah muda, sedangkan butiran di sel mast muncul sebagai bintik ungu. Sel darah putih menodai berbagai warna biru, memungkinkan jenis yang berbeda – basofil, eosinofil, neutrofil, dan lainnya – untuk dibedakan satu sama lain.