Исследование произведений культуры, истории и искусства является основополагающей частью научного подхода в реставрации. Это единая структура, состоящая из визуальных и физико-химических методов исследования. В реставрационной сфере принято разделять все виды исследований на 2 группы: разрушающие и неразрушающие. Разрушающие методы предполагают какое-либо механическое воздействие над памятником путем взятия проб, микрошлифов и других способов контакта с произведением. Неразрушающие методы не наносят видимого ущерба объекту исследования, они предпочтительны в использовании, но их иногда недостаточно для полной и подробной экспертизы памятника. При исследовании материала требуется определять: степень, вид увлажнения, характер взаимодействия «материал – вода», фазовый и химический состав, степень и вид загрязнения, морфологию, микросруктурную, химическую и геохимическую неоднородность, дефекты структуры, ресурс долговечности.
Основной целью материаловедческих исследований является определение вида материала, его повреждения и получение комплекса качественных и количественных характеристик, отражающих характер деструктивных процессов, происходящих в материалах, в объеме, необходимом для диагностики состояния, определения причин возникновения повреждений и разработки проекта реставрации памятника.