法國研究員菲利普·沃爾特及其同事共對達芬奇的7幅杰作進行了研究，《蒙娜麗莎》便是其中之一。根據他們的研究，《蒙娜麗莎》上有多個釉料和色料薄層，用于達到從亮到暗的“無縫轉變”效果。研究發現刊登在《Angewandte Chemie》雜志上。

　　這種繪畫手法被稱之為“渲染層次”（把一個色調調和到另一個色調而使油畫中生硬的輪廓變得柔和），達芬奇以及文藝復興時期的其他畫家利用這種手法讓整個畫布上的色調呈現出微妙的漸變。副研究員勞倫斯·德·維格里在接受英國廣播公司（BBC）采訪時說：“站在這些畫作前，你所能發現的zui令人吃驚的事情就是根本看不到任何筆觸和任何指紋。一切都是那么美妙，一切都混合在一起。這也就是為什么有人會說這些作品無法進行分析，因為它們并不能給你任何線索。”

　　此前進行的研究已經發現達芬奇采用渲染層次這種繪畫手法，但沃爾特等人的研究進一步揭示出達芬奇如何實現這種效果。他們利用X射線熒光光譜測定法確定每一層的成分和厚度。至關重要的是，X射線熒光光譜測定是一項不具有破壞性的技術，無需從畫布上提取樣本。

　　沃爾特等人對達芬奇在40年內創作的7幅油畫中9個人物的面部進行了分析，蒙娜麗莎只是其中之一。科學家發現這位繪畫大師采用不同手法為人物面部制造陰影。用這些手法達到所希望的效果要借助一項技術——利用釉料層或者極薄的顏料——以及色料或者添加劑的特性。