L'observation scientifique des œuvres d'art et leurs analyses en laboratoire ont permis de découvrir certains des secrets des artistes des siècles passés. Ces analyses ont permis de faire d'étonnantes constatations comme celles concernant les peintures rupestres de la grotte de Niaux.
On croyait que les artistes de l'époque magdalénienne utilisaient des colorants naturels et bruts. Or, ils avaient en fait créé leurs couleurs, notamment le rouge et le noir, en utilisant de l'hématite et de l'oxyde de manganèse qu'ils liaient à des matières organiques d'origine animale ou végétale. Ils surent donc très tôt extraire les nuances des oxydes de fer et les chauffer pour obtenir des teintes appropriées.
Les hommes de la préhistoire, puis les Egyptiens et les Grecs excellèrent dans l'art de broyer les pigments. On a pu découvrir en laboratoire les secrets de la fabrication des céramiques antiques en notant que le vernis noir des poteries grecques était produit à base d'alumine, de potassium et de fer.
On a analysé au laboratoire de recherche des Musées de France les œuvres de Rembrandt et déterminé la manière dont il obtenait ses effets de transparence en utilisant à la place du blanc de plomb un calcaire spécial (lowitt) mélangé à de l'huile de noix.
Van Gogh utilisait pour sa part un rouge à base d'éosine de médiocre qualité qui a disparu progressivement de ses œuvres. On l'a retrouvé en pistant le brome qui entre dans sa composition.
On peut alors mieux expliquer les effets chromatiques des tableaux de cet artiste qui ne sont plus les mêmes cent ans plus tard.
La science a permis ainsi d'énormes progrès qui serviront aux restaurateurs à la recherche des meilleures recettes pour restituer les œuvres dans leur état d' origine mais certains mystères n'ont pas été encore élucidés, surtout dans le cas de tableaux détériorés par le temps.
Toutefois, la science, alliée à l'œil du spécialiste, peut énormément servir lorsqu'il s'agit d'éviter des erreurs tant au niveau de la restauration que de l'expertise. On a pu notamment lever le voile au sujet d'œuvres peintes par les artistes russes Mihaïl Larionov et Natalia Gontcharova qui étaient censées dater de 1905.
Il a suffi de révéler la présence de blanc de titane, introduit dans la production de tableaux vers 1920, pour se convaincre qu'elles avaient été produites après cette année là à Paris simplement parce que cet oxyde n'était pas du tout employé par les artistes du début de ce siècle.