Die Giemsa-Färbung ist eine standardisierte Farbstoffmischung, die verschiedene Zelltypen in einem Blutausstrich oder einem dünnen Gewebeschnitt deutlich hervorheben lässt. Dieser Farbstoff ist nach dem deutschen Chemiker Gustav Giemsa benannt, der ihn zuerst für seine Arbeit zur Untersuchung des Malaria-Erreger-Parasiten Plasmodium entwickelt hat. Um sicherzustellen, dass der Techniker, der die Probe untersucht, einen genauen Messwert erhalten kann, müssen die Schritte des Färbeverfahrens sowie die Mischung der Farbstoffe standardisiert werden. Giemsa-Färbung wird als differentielle Färbung bezeichnet, da sie unterschiedliche Farben erzeugt, je nachdem, woran sie sich bindet, wie z. B. Zytoplasma oder DNA.
Die Rezeptur der Giemsa-Beize wurde im Laufe der Zeit angepasst, um die Stabilität der Farbstoffe und die resultierenden Farben zu verbessern. Derzeitige Standardmischungen umfassen Methylenblau, Eosin und manchmal Azur B. Diese Farbstoffe werden oft in trockener Pulverform gelagert und kurz vor der Verwendung mit Wasser vermischt. Wenn die Farbstoffmischung vor der Verwendung Wasser enthält, oxidieren einige der Verbindungen und färben falsch.
Die genauen Schritte des Verfahrens zur Verwendung der Giemsa-Färbung können je nach Organismus oder Zelltyp, auf den die Probe untersucht wird, sowie der Zusammensetzung der Probe selbst variieren. Eine Probe, die mit der Giemsa-Färbung gefärbt wird, wird normalerweise sehr bald nach der Entnahme auf einen Objektträger gestrichen oder daran befestigt. Ein dünner Blutausstrich wird im Allgemeinen durch Eintauchen in Methanol fixiert, während ein dicker Blutausstrich einfach bei Raumtemperatur vollständig trocknen gelassen wird. Der Objektträger wird dann für eine bestimmte Zeit in der Färbung eingeweicht und dann mit Wasser mit neutralem pH-Wert gespült. Die Objektträger dürfen vor dem Betrachten an der Luft trocknen.
Aufgrund der unterschiedlichen Färbung, die durch die Giemsa-Färbung erzeugt wird, färbt sich das Plasmodium-Zytoplasma hellblau, während die DNA rot oder violett erscheint. Ein anderer Parasit, Giardia lamblia, ist mit Ausnahme der DNA, die sich sehr dunkelblau färbt, rosa-violett gefärbt. Histoplasma capsulatum, ein Pilz, kommt in seiner Hefeform in menschlichen weißen Blutkörperchen vor und färbt sich dunkelblau.
Dieses Färbeverfahren ist auch bei Chromosomenstudien und bei der Visualisierung der Unterschiede zwischen verschiedenen Blutzellen hilfreich. Ein Chromosom färbt sich in einigen Abschnitten sehr dunkelblau und in anderen hellblau. Dies verursacht einen Banding-Effekt, der Genetikern hilft, Stellen zu finden, an denen die Chromosomen ungewöhnliche Veränderungen durchlaufen haben. Rote Blutkörperchen färben sich rosa, während sich die Körnchen in Mastzellen als violette Flecken zeigen. Weiße Blutkörperchen färben sich in verschiedenen Blautönen, wodurch die verschiedenen Typen – Basophile, Eosinophile, Neutrophile und andere – voneinander unterschieden werden können.