Çoğu zaman birbirinin aynısı gibi gözüken tablolardan hangisinin sahte hangisinin gerçek olduğunu anlamak imkansız gibidir. Sanat uzmanlarının bile anlamadığı sahteciliğin tespit edilebilmesi için adli kimyagerler birçok yöntem kullanmaktadır.
Adli kimyagerler, sanat uzmanları ve tarihçilerin yardımıyla hangi parçaların gerçek, hangilerinin sahte olduğunu ortaya çıkarmak için moleküler analiz yöntemlerini kullanır. Bu teknikler, boyama malzemeleri, boya tabakaları, alt çizimler ve bileşenlerin incelenmesinde yardımcı olur.
Eserlerdeki sahteciliğin tespit edilebilmesi için invaziv ve invaziv olmayan teknikler kullanılmaktadır. "İnvaziv olmayan teknikler", fiziksel olarak esere herhangi bir müdahale gerektirmeyen, dolaylı ve zararsız teknikleri ifade etmektedir.” İnvaziv teknikler” ise bir sanat eserinin fiziksel yapısına doğrudan müdahale eden yöntemleri ifade eder. Örneğin; orijinal malzemeyi kesmek veya değiştirmek, eseri yeniden boyamak gibi müdahaleler invaziv tekniklerden sayılmaktadır.
Mikroskopi: Mikroskopi görüntüleri büyütmeyi ifade etmektedir ve görünür ışık ve güçlü lensler kullanarak resimlerin belirli bölgelerini büyütmektedir. Bu büyütme 100-10,000X büyütme derecesinde olabilmektedir. Araştırmacılar 3 boyutlu görsellerin incelenebildiği stereo mikroskop aracılığıyla, boyanın bir sanat eserine nasıl katmanlar halinde uygulandığına dair ayrıntılı bir bakış elde edebilmekte ve özellikle boyanın çok daha sonraki bir tarihte eklenip eklenmediğini görebilmektedir. Ek olarak mikroskoplar, eski resimlerde zamanla ortaya çıkan çatlakları gözlemlemek için son derece faydalıdır. Çatlak desenleri, farklı ülkelerde ve farklı zamanlarda üretilmiş resimler arasında benzersizdir. Her tablonun çatlak deseni, adeta bir parmak izi gibi özgündür ve kopyalanması son derece zordur.
Ultraviyole (UV) Yansıma Görüntüleme: Boyama malzemeleri, genellikle organik kökenli maddelerden yapılmıştır; bu malzemeler zamanla bozulabilmektedir. Ultraviyole yansıma görüntüleme tekniği kullanılarak, UV ışığı altında, yağlar veya vernikler gibi organik bileşiklerin bozunması tablodan yeşilimsi bir parıltı olan floresansa neden olabilmektedir. Dolayısıyla, eski bir tablonun UV ışığı altında incelenmesi, boyadaki organik bileşiklerin varlığını belirten floresan noktaların ortaya çıkmasına sebep olur. Floresan gözlemi, boyanın organik bileşenlerinin varlığını ortaya çıkarır ve eserlerin orijinalliğini değerlendirmeye olanak tanır.
Röntgen: Tuvallerin yeniden kullanılması ve potansiyel sahtecilik tespiti için X-ray teknolojisi sanat dünyasında önemli bir araç olarak kullanılmaktadır. X-ışınları resmin altında bulunan detayları ortaya çıkarır. Restorasyon yapılan veya metal nesnelerin eklenmiş olduğu bölgeleri belirlemektedir. Sanat sahtekarları, eski bir tabloyu yeni bir tuval üzerine çizemeyeceklerini bilirler. Bu nedenle sahteciliği tespit eden araştırmacılar, eski bir tablonun altında başka bir tablo olup olmadığını belirlemek için röntgen görüntüleme yöntemini kullanmaktadır Bu teknik, sahteciliği tespit etmek için kritik bir araç sağlar çünkü eski bir tablonun altında farklı bir eserin varlığı, orijinalliği sorgulamak için güçlü bir kanıt olabilir.
Kızılötesi Tarama/Reflektografi: Kızıl ötesi tarama, kızıl ötesi(IR) ışığı kullanarak resmin altında bulunan çizimleri veya detayları ortaya çıkarmaya yaramaktadır. Sanatçılar genellikle bir tabloyu boyamadan önce veya sırasında alt çizim olarak adlandırılan işaretler yaparlar, bu da parçanın biçimini ve yapısını yönlendirmektedir. Kızılötesi reflektografi, pigment katmanlarından geçerek bir tablonun altındaki çizimlere ulaşabilir ve bu çizimleri inceleyebilmektedir. Eğer alt çizimler, sanatçının bilinen yönteminden önemli ölçüde farklıysa, araştırmacılar sahtekarlık şüphesiyle karşılaşabilmektedirler.
Radyoaktif Karbon Tarihlemesi: Organizmalar, atmosferde bulunan karbondioksit veya yiyecek yoluyla radyoaktif karbon-14 (14C) alır. Ancak bir organizma öldüğünde, içindeki karbon-14 miktarı artık yenilenemez ve azalmaya başlar. Bu nedenle, doğal organik materyallerin karbon tarihlemesi, o materyalin ne kadar zaman önce canlı olduğunu belirlemeye yardımcı olmaktadır. Ancak eser sahtekarları, eski malzemeler kullanarak modern resimler yapabilmektedirler.
Bu tür zorluklarla başa çıkmak için, bilim insanları farklı yaklaşımlar geliştirmişlerdir. Bilim insanları, sahtecilerin kullandığı bitkisel malzemeler yerine boya bileşenlerini tarihlendirerek daha güvenilir sonuçlar elde edebilmektedirler. Örneğin, keten tohumu yağları, yumurta tempera bağlayıcıları veya tavşan derisi tutkalı gibi bileşenler, hayvan kökenli oldukları için tarihlendirilmeleri, boya yapıldığı zaman hakkında önemli ipuçları sağlayabilmektedir.
Doğrusal Olmayan Mikroskopi ve Mikro-Raman Spektroskopisi: Doğrusal Olmayan Mikroskopi (NLM) ve Mikro-Raman Spektroskopisi, sanat eserlerinde sahteciliği tespit etmek için güçlü analitik araçlar olarak kullanılmaktadır. NLM, malzemenin iç yapısını ve resmin katmanlarını dikey olarak inceleyerek yüksek çözünürlüklü olarak görüntülemektedir. Böylece resmin altında başka eserlerin izlerini ortaya çıkarabilir ve modern malzemelerin kullanımını belirleyebilmektedir. Mikro-Raman spektroskopisi ise boyaların ve bağlayıcıların kimyasal bileşimini analiz ederek eserin dönemine uygun olmayan modern bileşenleri tespit edebilir. Bu tekniklerin birlikte kullanımı sahte eserlerin tespitine yardımcı olmaktadır.