La vraie peinture à fresque, ou buon fresco, demande que la plupart des pigments soient des couleurs terre en suspension exclusivement dans l'eau, et qu'ils soient posés sur un enduit de chaux encore humide. On n'emploie pas de chaux pure pour la peinture à fresque, car elle se resserrerait et craquerait. Pour éviter cet inconvénient, on la mélange d'habitude à du sable, à de la pierre finement pilée (souvent du marbre) ou à une substance organique fibreuse. Au fur et à mesure que l'enduit sèche, une fine pellicule se forme. Au contact de l'air, la chaux qui compose l'enduit humide et qui est à l'état d'hydrate de calcium se transforme progressivement en carbonate de chaux. Au cours de ce processus chimique, la chaux absorbe de l'acide carbonique contenu dans l'air et se cristallise. Elle incorpore ainsi les particules de pigment, et il en résulte une surface peinte dure et résistante.

Attention ! à ne pas confondre avec la peinture murale (couche de peinture appliquée sur un mur sec).