Ô- polysacarit kháng nguyên cụ thể, còn được gọi là chuỗi polysacarit đặc hiệu O, nằm ở lớp ngoài cùng của phân tử lipopolysacarit và bao gồm vài đến hàng chục (tối đa 40) đoạn lặp lại oligosacarit. Mỗi đơn vị oligosacarit là một oligosacarit bao gồm 3 đến 5 monosacarit. Các monosacarit này thường là đường trung tính và đường amin. Cấu trúc của chuỗi kháng nguyên O là phần biến đổi nhất trong thành phần lipopolysaccharid, và tính đa dạng của nó quyết định các đặc tính kháng nguyên của các chủng vi khuẩn gram âm khác nhau.

Kháng nguyên O của vi khuẩn gram âm có tính đặc hiệu loài, điều này là do sự khác nhau về chủng loại, vị trí phân bố, hướng sắp xếp và cấu hình không gian của các monosacarit trong chuỗi polysacarit của nó. Kháng nguyên O có thể phản ứng đặc hiệu với kháng thể tương ứng. Các loại Escherichia coli khác nhau có các loại và sự sắp xếp các monosacarit của chuỗi kháng nguyên O khác nhau, tạo thành tính kháng nguyên cụ thể. Do đó, chuỗi kháng nguyên O là cơ sở cấu trúc của tính đặc hiệu huyết thanh học của các chủng khác nhau. Cấu trúc này cũng là yếu tố quyết định kháng nguyên chính của các chủng gram âm và hầu hết chúng đều có tính đặc hiệu của các chủng gram âm, có thể gây ra phản ứng đặc hiệu của các chủng. Theo hình thái khuẩn lạc, khi thiếu chuỗi polysacarit kháng nguyên O, đó là vi khuẩn thô và chuỗi polysacarit kháng nguyên O hoàn chỉnh là vi khuẩn trơn.