La spettroscopia in riflettanza, o spettrofotometria, è la tecnica di indagine ottica basata sulla misura del fattore di riflettanza spettrale della superficie del dipinto in funzione della lunghezza d’onda della radiazione incidente. Il parametro riflettanza è espresso come rapporto di intensità fra radiazione riflessa e radiazione incidente, in funzione dalla lunghezza d’onda. Le misure di riflettanza interessano in genere la regione dall’ultravioletto all’infrarosso; l’andamento dell’intensità, in valore relativo, in funzione della lunghezza d’onda fornisce lo spettro di riflettanza caratteristico del materiale pittorico, altrimenti detto firma spettrale (vedi figura a lato).
Possiamo distinguere due metodi di misura: la spettroscopia a contatto e la spettroscopia per immagini. Nel primo caso la radiazione incidente monocromatica, ottenuta con un reticolo di diffrazione, è inviata sul punto in analisi mediante una fibra ottica e l’intensità della radiazione riflessa è raccolta per mezzo di una sfera integratrice. Per eseguire la misura si impiega uno standard di riferimento bianco, con riflettanza costante al variare della lunghezza d’onda e pari, in genere, al 99% (bianco assoluto). 

I valori di intensità della radiazione riflessa, in termini percentuali, vengono ottenuti in riferimento allo standard di bianco assoluto.
La spettroscopia per immagini si ottiene riprendendo un dipinto a diverse lunghezze d’onda . Impiegando una fotocamera fornita di una serie filtri intercambiabili di banda passante di 10 nm e disponendo di un numero adeguato di filtri è possibile ottenere una serie di immagini alle corrispondenti lunghezze d’onda, sufficientemente numerosa, così da avere in pratica la curva di riflettanza spettrale. Allo scopo, in ciascuna immagine vengono contemporaneamente ripresi alcuni standard di riflettanza nota e un successivo programma di elaborazione di immagine consente di ricavare, per confronto, la riflettanza spettrale di ogni zona dell’area esaminata. In questo caso si ha il vantaggio essenziale, rispetto al precedente sistema puntuale, di misurare le riflettanze su un intero dipinto.