Le tecniche di indagine analitiche e diagnostiche applicabili alle opere d'arte vengono di solito distinte in due grandi classi:
- invasive, che richiedono il prelievo di un campione, cioè l'asportazione di quantità minime di materia dell'opera, da sottoporre ai vari esami (cromatografia, colorazione istochimica, etc.);
- non invasie, che, come la radiografia ai raggi X o la riflettografia infrarossa, possono essere eseguite direttamente sull'opera interagendo con le superfici attraverso varie forme di energia.
I metodi invasivi sono a loro volta distinti in distruttivi ( i primi e per lungo tempo gli unici ad essere utilizzati), che comportano la modifica o la distruzione del campione esaminato e non distruttivi che, come la spettrofotometria di riflettanza o la fluorescenza a raggi X, permettono lo studio della natura e della struttura del campione senza che questo venga modificato o alterato.