O- specifik antigenpolysackarid, även känd som O-specifik polysackaridkedja, är belägen i det yttersta lagret av lipopolysackaridmolekylen och består av flera till dussintals (upp till 40) oligosackaridupprepningar. Varje oligosackaridenhet är en oligosackarid som består av 3 till 5 monosackarider. Dessa monosackarider är vanligtvis neutrala sockerarter och aminosocker. Strukturen av O-antigenkedjan är den mest varierande delen av lipopolysackaridkompositionen, och dess mångfald bestämmer antigenegenskaperna hos olika gramnegativa stammar.

O-antigenet från gramnegativa bakterier har artspecificitet, vilket orsakas av olika typer, distributionspositioner, arrangemangriktningar och rumsliga konfigurationer av monosackarider i dess polysackaridkedja. O-antigen kan reagera specifikt med motsvarande antikroppar. Olika typer av Escherichia coli har olika typer och arrangemang av monosackarider i O-antigenkedjan, vilket bildar specifik antigenicitet. Därför är O-antigenkedjan den strukturella basen för den serologiska specificiteten hos olika stammar. Denna struktur är också den huvudsakliga antigena determinanten för gramnegativa stammar, och de flesta av dem har specificiteten hos gramnegativa stammar, vilket kan orsaka den specifika reaktionen hos stammar. Enligt kolonimorfologin, när O-antigen-polysackaridkedjan saknas, är det grova bakterier, och hela O-antigen-polysackaridkedjan är släta bakterier.