O- specifikt antigen polysaccharid, også kendt som O-specifik polysaccharid kæde, er placeret i det yderste lag af lipopolysaccharid molekyle og består af flere til snesevis (op til 40) oligosaccharid gentagelser. Hver oligosaccharidenhed er et oligosaccharid sammensat af 3 til 5 monosaccharider. Disse monosaccharider er normalt neutrale sukkerarter og aminosukkere. Strukturen af ​​O-antigenkæden er den mest variable del af lipopolysaccharidsammensætningen, og dens mangfoldighed bestemmer antigenegenskaberne for forskellige gramnegative stammer.

O-antigenet fra gramnegative bakterier har artsspecificitet, som er forårsaget af de forskellige typer, distributionspositioner, arrangementsretninger og rumlige konfigurationer af monosaccharider i dens polysaccharidkæde. O-antigen kan reagere specifikt med tilsvarende antistoffer. Forskellige slags Escherichia coli har forskellige typer og arrangementer af monosaccharider i O-antigenkæden, der danner specifik antigenicitet. Derfor er O-antigenkæden det strukturelle grundlag for den serologiske specificitet af forskellige stammer. Denne struktur er også den vigtigste antigene determinant for gram-negative stammer, og de fleste af dem har gram-negative stammers specificitet, hvilket kan forårsage den specifikke reaktion af stammer. Ifølge kolonimorfologien, når O-antigen polysaccharidkæden mangler, er det ru bakterier, og den komplette O-antigen polysaccharidkæde er glatte bakterier.