O- specifiek antigeenpolysaccharide, ook bekend als O-specifieke polysaccharideketen, bevindt zich op de buitenste laag van het lipopolysaccharidemolecuul en bestaat uit enkele tot tientallen (tot 40) oligosaccharideherhalingen. Elke oligosaccharide-eenheid is een oligosaccharide bestaande uit 3 tot 5 monosacchariden. Deze monosacchariden zijn meestal neutrale suikers en aminosuikers. De structuur van de O-antigeenketen is het meest variabele onderdeel van de lipopolysaccharidesamenstelling en de diversiteit ervan bepaalt de antigeenkenmerken van verschillende gramnegatieve stammen.

Het O-antigeen van gramnegatieve bacteriën heeft soortspecificiteit, die wordt veroorzaakt door de verschillende typen, distributieposities, rangschikkingsrichtingen en ruimtelijke configuraties van monosacchariden in de polysaccharideketen. O-antigeen kan specifiek reageren met overeenkomstige antilichamen. Verschillende soorten Escherichia coli hebben verschillende typen en rangschikkingen van monosacchariden van de O-antigeenketen, die specifieke antigeniciteit vormen. Daarom is de O-antigeenketen de structurele basis van de serologische specificiteit van verschillende stammen. Deze structuur is ook de belangrijkste antigene determinant van gramnegatieve stammen, en de meeste hebben de specificiteit van gramnegatieve stammen, die de specifieke reactie van stammen kunnen veroorzaken. Volgens de koloniemorfologie, wanneer de O-antigeen polysaccharideketen ontbreekt, zijn het ruwe bacteriën en is de volledige O-antigeen polysaccharideketen gladde bacteriën.