レンブラントの革新性は、絵筆を握る前の「下地作り（グラウンド）」の段階からすでに始まっていた。初期のライデン時代には主にオーク材などの木製パネルを用い、チョーク層の上に透明な茶色のインプリマトゥーラ（下塗り）を施すフランドル派の伝統を踏襲していた。

しかし、アムステルダムに移り、より大型のカンヴァス画を制作するようになると、彼は特有の「二重下地（ダブル・グラウンド）」を多用しはじめる。第一層に赤褐色の土系顔料（レッドオーカーなど）を塗り、その上の第二層に鉛白とアンバー、あるいは炭の粉末を混ぜた灰黄色の層を重ねる構造である。この中間色（ミドルトーン）の下地は、暗い背景から明るいハイライトを引き出すレンブラントのキアロスクーロ効果を自然に際立たせるための、きわめて論理的な選択だった。イタリアの伝統的な分厚いジェッソ下地とは明確に異なる考え方である。

さらに、近年の顕微鏡分析やX線回折によって、彼のカンヴァス下地には5〜60マイクロメートルほどの非常に細かい石英（クォーツ）、すなわち普通の砂が意図的に混入されていたことが判明している。鋭い角を持つこの石英粒子は、絵の具の食いつき（トゥース）を高めるだけでなく、表面に微細な起伏を与え、のちに重ねられる重厚なインパストを物理的に支える堅牢な基盤として機能した。この石英下地からはマグネシウムやカルシウム、鉛、チタン、マンガンといった微量元素も検出されており、粘土鉱物や乾燥剤に由来すると考えられている。絵画はまさに、物質の層として築き上げられていた。

レンブラントの油彩画の主要な結合材（バインダー）は、アマニ油である。彼の特異な筆致を生み出す鍵は、絵の具の粘度と乾燥速度をきわめて高度にコントロールしていた点にある。

分厚い盛り上げ（インパスト）を行う際、未加工のアマニ油だけでは乾燥に時間がかかりすぎ、形を保てない。そこでレンブラントは、加熱重合させたアマニ油（ヒートボディド・オイル）と未加工の油を混ぜ、鉛などの金属塩を乾燥促進剤（シッカチーフ）として加えることで、柔らかくも高い塑性（プラスティシティ）を持つ絵の具を作り出した。重合油は分子量が高く、絵の具の平滑性（レベリング）を高め、光沢のある塗膜を形成する。重合の過程で多価不飽和脂肪酸が壊れるため、後年の黄変や乾燥時のシワを防ぐ役割も果たした。

さらにレンブラントは、絵の具の密度を上げずに体積だけを増やす増量剤として、チョーク（炭酸カルシウム）をインパストに混ぜていた。油に混ざったチョークは事実上透明になるため、グレーズの透明性を損なうことなく絵の具にボディ（質感）を与えることができた。晩年の傑作《ユダヤの花嫁》に見られる男性の金色の袖は、オランダ絵画において最も大胆なインパストの使用例とされる。絵の具は塗られるのではなく、彫刻のように盛り上げられていた。

レンブラントのパレットは、同時代の画家に比べて決して顔料の種類が多いわけではなかった。彼の色彩の豊かさは、限られたアースカラー（土系顔料）と少数の特殊な顔料を、いかに光学的に計算して重ね合わせるかという点に依存していた。

初期の作品では9種類程度の限られた顔料によるコンパクトなパレットが用いられていたが、後期になるにつれ、色温度（カラー・テンパラチャー）を空間表現の道具として使う複雑な構成へと進化した。前景の人物には暖かく彩度の高い顔料を置き、背景には寒色の顔料を配することで、視覚的な奥行きを意図的に生み出している。青い顔料をほとんど使わずに肌の影の温度を下げるため、動物の骨を炭化させたボーンブラックを混ぜるなど、色の「温度」を操作する工夫が随所に見られる。

顔料そのものを物理的な道具として用いた点も特筆される。コバルトを含む青色ガラス粉末「スマルト」は、着色剤としてだけでなく、乾燥を早め、筆跡（インパスト）を保持するための添加剤として鉛白に混ぜられた。次章で見る同時対比の効果とあわせて、レンブラントは「色は混ぜるものではなく、配置し、重ねるもの」という思想を徹底していた。

レンブラントの明暗法（キアロスクーロ）は、イタリアのカラヴァッジョの影響を受けながらも、独自の光学的な理解に基づいていた。彼は明部と暗部を描き分ける際、パレット上で顔料を混ぜて明度を調整するのではなく、同一の顔料を戦略的に配置することで色彩の変化を生み出した。

人間の視覚は、周囲のトーンとの対比によって色の明るさを相対的に認識する。この「同時対比効果」を、レンブラントは意図的に絵画へ応用した。同じイエローオーカーを、光の当たる部分と深い影の部分の両方に置くことで、顔料を過度に混ぜて濁らせることなく、画面全体に自然で調和のとれたまとまりをもたらしたのである。

そして彼の代名詞であるインパストは、塗料を三次元的に隆起させ、物理的な反射光を増幅させる機能を持っていた。レンブラントは、分厚く盛り上げたインパストが完全に乾いたのち、その上に透明で油分の多いグレーズ（薄塗り）を薄くかける技法を用いた。光は透明なグレーズ層を通過し、下層のインパストの凹凸で反射し、再びグレーズの色を通って鑑賞者の眼に届く。光が絵の具の層を「二度通過する」この光学経路によって、不透明な絵の具だけでは決して生み出せない、絵の内部から発光するような深い奥行きと輝度が実現された。

レンブラントの物質的技法に関する現代の研究において、最も画期的な成果をもたらしているのが、2019年にアムステルダム国立美術館で始まった《夜警》（1642年）の包括的な科学調査・修復プロジェクト「オペレーション・ナイトウォッチ」である。

このプロジェクトでは、絵画に触れることなくミリメートル単位で組成をマッピングする高精度な非破壊分析機器が投入された。MA-XRF（マクロ蛍光X線分析）は元素分布を、MA-XRPD（マクロX線粉末回折）は結晶構造の違いから顔料と劣化生成物を、そしてRIS（反射イメージング分光法）は可視光・赤外線の反射からバインダーの分布までを可視化した。

この調査から得られた最も衝撃的な発見の一つが、「ギ酸鉛（Lead(II) formate）」の検出である。ギ酸鉛は、これまで歴史的な油彩画から一度も発見されたことのない、きわめて珍しい化合物だった。研究チームが17世紀の処方に従ってモデル実験を行った結果、レンブラントがアマニ油の乾燥を早めるために酸化鉛を加熱して混ぜた乾燥促進剤を使っており、この酸化鉛が油のなかで経年的に化学反応を起こしてギ酸鉛が生成されたことが実証された。同時に、鉛化合物の劣化生成物やシュウ酸カルシウムの一種などもマッピングされ、数世紀にわたる絵画表面の化学的な変容の実態が、ナノスケールで解明されつつある。作品は完成した瞬間で止まっているのではなく、今も静かに変化を続けているのである。

レンブラントは画家としてだけでなく、版画家としても美術史上に比類のない足跡を残した。彼の版画制作は、単なる絵画の複製ではなく、独立した芸術表現の絶え間ない実験の場だった。

彼はエッチング（腐食銅版画）を軸に、酸に浸す時間を部分的に変える「ストッピング・アウト」を駆使して、線の太さと深さに驚異的な階調をもたらした。さらに、酸を使わず鋭利な針で直接銅版を引っかき、線の縁に押し出された金属の「まくれ（バー）」を作るドライポイントを1640年代以降に多用する。インクがまくれに絡みつくことで、ビロードのように豊かで深い漆黒の線が生まれ、劇的な明暗が表現された。

特筆すべきは、印刷工程そのものを創作の一部とした点である。レンブラントは版の表面からインクを拭き取る際、意図的に薄い膜を残す「選択的拭き取り（表面トーン）」を用い、背景に霧のような空気感や深い暗闇を生み出した。同じ版を何度も手直しし、一枚ごとに異なる「刷り（ステート）」を追求している。加えて、1647年頃からはオランダ東インド会社を通じて輸入された東洋の紙、とりわけ日本の雁皮紙（がんぴし）を積極的に用いた。漉き簀すきすの跡がなく滑らかで、インクの吸収に優れたこの和紙が、ドライポイントの繊細なまくれや微細な表面トーンを、驚くほど正確かつ美しく定着させたのである。

レンブラントほど、後世の美術史家を真贋論争で悩ませた画家はいない。名声の高さゆえに、19世紀から20世紀前半にかけて、弟子や工房の追随者の作品までが「レンブラント作」として図録に掲載され、その作品数は実態以上に膨れ上がっていた。

この学術的な混乱に終止符を打つため、1968年、オランダの美術史家たちによる学際的チーム「レンブラント・リサーチ・プロジェクト（RRP）」が結成された。RRPは、X線透過撮影、オーク材パネルの年輪年代学（デンドロクロノロジー）、中性子放射化オートラジオグラフィ、顔料の化学分析など、当時の最先端の科学的手法を駆使して全作品の再評価を行った。40年以上に及ぶ成果は『A Corpus of Rembrandt Paintings』（全6巻）として出版されている。

初期のRRPは判定にきわめて厳格な姿勢をとり、長年真作とされてきた多くの作品を「工房作」や「追随者」へと格下げしたため、美術界に大きな衝撃を与えた。しかし、エルンスト・ファン・デ・ウェテリングが主導権を握った第4巻（自画像特集）以降、アプローチは大きく転換する。RRPは、真贋という二元論に固執するのではなく、レンブラントの「工房における共同制作」の実態、すなわち師と弟子が一つのカンヴァス上でどう協力し、思考していたかというプロセスそのものに焦点を当てるようになった。真贋の判定は、巨匠の孤高の天才性だけでなく、工房という制作の現場を照らし出す作業でもあったのである。

これまで見てきた物質的技法と科学的理解が、実際のカンヴァス上でどう結実しているか。その好例が、25歳のレンブラントがアムステルダム移住直後に描いた記念碑的な集団肖像画《テュルプ博士の解剖学講義》（1632年）である。

伝統的な集団肖像画が人物を水平に静的に並べていたのに対し、レンブラントはテュルプ博士を画面の右手に配し、医師たちを左手にピラミッド状に密集させることで、劇的な躍動感と集中を生み出した。誰一人としてテュルプの視線を返さず、それぞれが別の一点を見つめる構図が、緊張と心理的な複雑さを画面に呼び込んでいる。

X線調査は、この作品に加えられた重要な図像的修正を明らかにした。当初は最上部の医師も帽子をかぶっていたが、テュルプ博士の特権的な地位を際立たせるために後から塗りつぶされたのである。さらに、解剖されている遺体の右手は、当初は過去の刑罰による切断された手首として描かれていたが、後に解剖学的な正確さを補うために手が描き加えられたことがわかっている。完成した画面の下には、こうした試行錯誤の層が幾重にも眠っている。レンブラントにとって作品とは、一度で決まる図像ではなく、カンヴァス上で果てしなく思考を重ねるプロセスそのものだった。