С помощью рисунка и техники светотени живопись могла передавать рельеф и движение фигур. Художники Кватроченто тщательно изучали анатомию человеческого тела, чтобы добиться максимальной естественности жестов и гармоничности пропорций. Перспектива позволяла четко и достоверно передавать пространство и пространственные соотношения, создавать упорядоченную композицию. Цвет придавал изображению разнообразие и живость. А световые точки на картине придавали формам полное правдоподобие.

Пластическое выделение фигур на картине устанавливало прямую связь живописи со скульптурой, а перспектива – с архитектурой. Этот новый подход к слиянию жанров выразился в появлении художников-архитекторов. Он развивал тосканскую традицию Треченто, начатую еще Джотто, и противостоял позднеготической традиции, для которой более естественной была фигура архитектора-скульптора.

Надо отметить, что живопись эпохи Возрождения в гораздо меньшей степени, чем другие жанры, была подчинена античным эстетическим идеалам. Одной из причин было, конечно, почти полное отсутствие образцов для подражания. Живопись римской эпохи впервые была обнаружена лишь в XVIII в., во время раскопок в Помпеях. Фресковая живопись античной эпохи была представлена в основном декоративными, орнаментальными элементами, использование которых началось в эпоху Возрождения лишь в конце Кватроченто.

Реалистическая живопись Возрождения, при всей объективности и верности принципу правдоподобия, не ограничивалась простым копированием окружающей реальности. Это был не античный «мимесис», а новая трактовка человека и мира, базирующаяся на внимательном исследовании естества, на рациональной проверке всего и вся, дававшей художнику абсолютную власть над изображаемыми объектами и полную свободу действий. Художник эпохи Возрождения руководствовался духом научности как в поиске и реализации новых форм, так и в технических исследованиях, в разработке новых изобразительных приемов. Первые творцы Возрождения следовали еще традиционным техникам Треченто – фресковой живописи и темпере на доске. Но в период Кватроченто обе эти техники подверглись серьезнейшим переменам.

Художники Треченто перед тем, как начать роспись, делали подготовительный рисунок для фрески, так называемый «синопсис».  Он выполнялся на влажной штукатурке, либо на небольшом листе, который затем графили на квадраты. Такая же сетка наносилась на предназначенную для росписи стену, и рисунок переносили на нее по квадратам, увеличивая пропорции. Уже с середины Кватроченто на смену этой технике приходит другая. Рисунки с полномасштабных листов переносились на поверхность стены, где художник выбивал контуры фигур. Так, например, работал Пьеро делла Франческа. Такая система не только существенно облегчала работу, но и позволяла более тщательно выписать детали картины, скопировать их на стену с большой точностью. Кроме того, в период Треченто все художники работали по влажной штукатурке. В Кватроченто же стала очень распространенной практика, при которой окончательная доработка изображения шла уже красками по сухой штукатурке. Смешанная техника, с росписью по влажной и сухой поверхности, темперой или масляными красками, была широко распространена в конце Кватроченто вплоть до начала    XVI в. В эпоху Чинквеченто художники вновь вернулись к технически более сложной, но позволяющей достичь большего совершенства традиционной технике, которая к тому же позволяла сохранять фрески целыми в течение более долгого времени. В эпоху Кватроченто художники экспериментировали и с другими техниками стенной живописи, но все они показали свою низкую эффективность. Результатом этих экспериментов стала невосполнимая утрата множества шедевров живописи второй половины Кватроченто, в том числе значительной части фресок Леонардо да Винчи.