Отдел научно-технического обеспечения был создан в 2006 году на базе одной из старейших в России музейных рентгеновских лабораторий, существующих c 1961 года. Применение рентгеновских лучей для изучения произведений изобразительного искусства имеет давнюю историю. Первые рентгеновские снимки картин были сделаны в Европе уже спустя пару лет после открытия рентгеновского излучения в 1895 году немецким физиком Вильгельмом Конрадом Рёнтгеном.
Х-лучи, проникающие сквозь слои основы, грунта и живописи, позволяют увидеть на рентгеновском снимке технические особенности создания произведений живописи мастеров различных эпох, стран, художественных направлений. В совокупности это представляет собой ценнейшую информацию о картине и о том, что с ней происходило на разных этапах ее бытования, оценить сохранность авторской живописи, степень разновременных реставрационных вмешательств.
Методы люминесцентной фотографии (специальной фотосъемки в видимой люминесценции УФ (ультрафиолетовых) и ИК (инфракрасных) лучей) также относятся к основным физическим методам исследования, которые нашли широкое применение в музейной практике. Съемка в отраженных ИК-лучах, проникающих сквозь слои красок, позволяет выявлять скрытые изображения, увидеть первоначальный рисунок картины, зачастую получить четкие фотографии почти стершихся от времени надписей. Фотография и непосредственное исследование произведений искусства в видимой люминесценции УФ-лучей дает возможность реставраторам оценить степень сохранности лаковой пленки на картине, увидеть позднейшие реставрационные вмешательства, порой сильно искажающие первоначальный вид картины.
За более чем полувековую историю существования мастерской физических методов исследования, музей собрал обширную научно-исследовательскую базу рентгеновских снимков, специальных фотографий, данных физико-химических исследований произведений хранящихся в его коллекции. Любая сложная реставрация картины, согласно традиции, невозможна без специальных исследований, создания соответствующей документации, привлечения уже существующих данных. Физико-химические исследования состава красочных слоев лаборатория осуществляет в сотрудничестве с крупнейшими реставрационными центрами, музеями и исследовательскими центрами России и других стран.
