Ci sono vari tipi di analisi radiografiche: raggi X, riflettografia infrarossa, foto a luce radente... Vi possono poi essere prelievi di piccoli campioni di superficie pittorica.
In genere si utilizzano strumenti appositamente ideati e costruiti per istituti di restauro delle opere. Alle volte, quando le opere non possono essere spostate (affreschi), la strumentazione deve essere adattata al sito.
In molti cataloghi di mostre recenti si trovano articoli specializzati su queste tipologie di analisi, che cercano di individuare pentimenti, ridipinture, dipinti nascosti, diverse modalità di stesura della pittura...
L'analisi è quindi multidimensionale, e i critici se ne servono per valutare molti aspetti del quadro, compresi i ritocchi.