O- polisaharid specifični antigen, također poznat kao O-specifični polisaharidni lanac, nalazi se na krajnjem vanjskom sloju molekule lipopolisaharida i sastoji se od nekoliko do desetaka (do 40) oligosaharidnih ponavljanja. Svaka oligosaharidna jedinica je oligosaharid sastavljen od 3 do 5 monosaharida. Ovi monosaharidi su obično neutralni šećeri i amino šećeri. Struktura antigenskog lanca O najvarijabilniji je dio sastava lipopolisaharida, a njegova raznolikost određuje antigenska svojstva različitih gram-negativnih sojeva.

Antigen O gram-negativnih bakterija ima specifičnost vrste, što je uzrokovano različitim tipovima, distribucijskim položajima, smjerovima rasporeda i prostornim konfiguracijama monosaharida u njegovom polisaharidnom lancu. O antigen može specifično reagirati s odgovarajućim antitijelima. Različite vrste Escherichia coli imaju različite tipove i rasporede monosaharida lanca O antigena, tvoreći specifičnu antigenost. Stoga je lanac O antigena strukturna osnova serološke specifičnosti različitih sojeva. Ova struktura je i glavna antigenska odrednica gram-negativnih sojeva, a većina njih ima specifičnost gram-negativnih sojeva, što može izazvati specifičnu reakciju sojeva. Prema morfologiji kolonije, kada polisaharidni lanac O-antigena nedostaje, to je gruba bakterija, a cijeli polisaharidni lanac O-antigena je glatka bakterija.