O- Specyficzny polisacharyd antygenu, znany również jako O-specyficzny łańcuch polisacharydowy, znajduje się na najbardziej zewnętrznej warstwie cząsteczki lipopolisacharydu i składa się z kilku do kilkudziesięciu (do 40) powtórzeń oligosacharydu. Każda jednostka oligosacharydu jest oligosacharydem złożonym z 3 do 5 monosacharydów. Te monosacharydy to zazwyczaj cukry obojętne i aminocukry. Struktura łańcucha antygenu O jest najbardziej zmienną częścią składu lipopolisacharydu, a jej różnorodność determinuje właściwości antygenowe różnych szczepów Gram-ujemnych.

Antygen O bakterii Gram-ujemnych ma specyficzność gatunkową, co jest spowodowane różnymi typami, pozycjami dystrybucji, kierunkami ułożenia i konfiguracjami przestrzennymi monosacharydów w jego łańcuchu polisacharydowym. Antygen O może specyficznie reagować z odpowiednimi przeciwciałami. Różne rodzaje Escherichia coli mają różne typy i układy monosacharydów łańcucha antygenu O, tworząc specyficzną antygenowość. Dlatego łańcuch antygenu O jest strukturalną podstawą specyficzności serologicznej różnych szczepów. Struktura ta jest również główną determinantą antygenową szczepów Gram-ujemnych, a większość z nich ma specyficzność szczepów Gram-ujemnych, co może powodować specyficzną reakcję szczepów. Zgodnie z morfologią kolonii, brak łańcucha polisacharydowego antygenu O oznacza bakterie szorstkie, a cały łańcuch polisacharydowy antygenu O to bakterie gładkie.