La limpieza sea tal vez el  proceso más complejo y delicado en cualquier trabajo de restauración de obras de arte. Se trata de una acción irreversible que va a modificar para siempre el aspecto del bien tratado. 
Los cuadros han precisado de limpieza desde siempre. Aunque ahora se hayan desarrollado procedimientos y materiales específicos para tal fin, no siempre ha sido así y la tarea se ha acometido mediante procesos tan diversos y sorprendentes a día de hoy como el uso de cebollas o patatas, la aplicación directa de agua y jabón o amoniaco y el empleo de disolventes como la esencia de trementina. Este tipo de antiguas intervenciones de restauración de pintura, aunque bien intencionadas, han generado en muchos casos daños adicionales que han de ser acometidos por los restauradores en la actualidad mediante criterios técnicos de resultados comprobados. Así, el uso de jabones ha dado lugar la saponificación de las grasas, una alteración irreversible del aglutinante que modifica irremediablemente el color original; el amoniaco por su parte, puede alterar el tono de verdes y azules, miga de pan, patatas y cebollas, evidentemente, dejan depósitos de efectos imprevisibles a largo plazo y la trementina, un tradicional aliado de artistas y restauradores, además de dejar un resido insoluble que afecta negativamente a la pintura a largo plazo, si no se aplica con el debido cuidado, puede provocar la lixiviación de los estratos pictóricos.
La tendencia actual pasa por evitar el uso de disolventes de alta toxicidad o jabones, que dejan un importante residuo en la obra. A cambio, la limpieza se divide en fases que corresponden con la distinta naturaleza de las sustancias acumuladas sobre la pintura. Para identificar estas sustancias el primer paso es realizar pruebas de solubilidad aplicando los disolventes localmente y de forma muy controlada. Los disolventes también se pueden aplicar gelificados, mejorando así la efectividad de las sustancias empleadas y evitando que penetren en la pintura más de lo necesario. Para generar estos geles el mundo de la restauración va incorporando poco a poco una amplia gama de productos que, en origen, no fueron pensados para la restauración de pintura. Tal es el caso del xantano, que podemos encontrar en yogures, flanes o natillas como E415.
Pero en la restauración de pintura sobre lienzo ¿qué es eso que retiramos al limpiar?: se trata de materiales de naturaleza muy heterogénea e imprevista, ya que a lo largo de su historia una obra ha podido verse implicada en toda clase avatares en su mayoría desconocidos. 
Prácticamente todas las pinturas presentan una primera capa de polución que va desde el polvo ambiental al humo de áreas contaminadas por la actividad industrial, cocinas o tabaco. Bajo esta capa la cosa se complica, normalmente nos encontramos con un barniz que, al envejecer, se vuelve amarillo y opaco. Este barniz puede ser muy antiguo o de hace dos días, de resinas naturales, sintéticas, de clara de huevo o de cola animal. Junto con este barniz puede haber restos de muchos otros barnices antiguos, parcialmente eliminados o no, entre los que se pueden intercalar otras capas de polución nunca retiradas.
Si la pintura ha tenido en algún momento un problema de adhesión, nos encontraremos con colas, viejas y nuevas, que nadie se preocupó de retirar completamente, o incluso restos de papel o algodón adheridos.
Poco a poco vamos llegando a los retoques o repintes que muy probablemente se aplicaron en algún momento para mejorar el aspecto de nuestra obra. Estos retoques o repintes suelen ser muy invasivos y realizados con vete a saber qué técnica: acuarela, témpera, a base de barnices y betunes o directamente con óleo. En cualquier caso lo más normal es que estas aplicaciones de color hayan envejecido y que, por muy bien entonadas que estuvieran en origen, hayan modificado su tono, desajustándose respecto del color de la pintura original. Normalmente en esto casos se opta por eliminar estos repintes. Aquí viene muchas veces viene el mayor susto en el proceso de restauración de la pintura, es entonces cuando vemos cómo desparece, por ejemplo, un ojo bajo nuestro hisopo, Aparecen además los estucos, que no siempre se ciñen a la laguna y que en muchos casos hay que retirar al menos parcialmente. Pero por otro lado, se trata también de uno de los procesos más gratificantes, porque lo que aparece debajo, poco o mucho, suele ser de más calidad que lo que retiramos y, convenientemente limpiado con los disolventes adecuados, recuperará su aspecto original, surgiendo matices que habían permanecido ocultos hasta entonces.