Il restauro degli affreschi della Cappella Sistina è stato uno dei più importanti restauri del XX secolo. La Cappella Sistina fu costruita da papa Sisto IV all'interno dei Palazzi Vaticani immediatamente a nord della Basilica di San Pietro e completata intorno al 1481. I muri della Cappella furono decorati da una gran numero di pittori del Rinascimento italiano del tardo XV sec., come Ghirlandaio, Perugino, e Botticelli. La Cappella fu ulteriormente affrescata sotto papa Giulio II coprendo la volta, ad opera di Michelangelo tra il 1508 ed il 1512 e con il famoso Giudizio Universale, commissionato da papa Clemente VII e completato nel 1541, sempre da Michelangelo. Gli arazzi nel registro più basso, oggi meglio conosciuti attraverso i cartoni di Raffaello del 1515-16, completavano l'insieme. Globalmente, questi dipinti rappresentano il più grandioso progetto pittorico del Rinascimento. Individualmente considerati, alcuni dei dipinti di Michelangelo sulla volta sono tra le opere più famose che l'arte occidentale abbia mai creato. Gli affreschi che Michelangelo ha realizzato nella Cappella Sistina, ed in particolare quelli della volta e delle lunette che la accompagnano sono stati sottoposti nel corso dei secoli ad un certo numero di restauri, i più recenti dei quali si sono svolti tra il 1980 e il 1994. Questi ultimi hanno provocato stupore presso gli studiosi e gli amanti dell'arte poiché sono stati portati alla luce colori e particolari che la patina scura aveva nascosto per secoli. Dopo questi restauri, è stato dichiarato che "ogni libro su Michelangelo dovrebbe essere riscritto". Altri, come lo storico dell'arte James Beck dell'ArtWatch International, hanno assunto una posizione estremamente critica sui restauri, affermando che i restauratori non hanno restituito le vere intenzioni dell'artista. Queste argomentazioni sono al centro di continui dibattiti, sopiti solo col tempo e il completamento dei restauri di tutta la volta, che hanno confermato l'accesa cromia originaria di Michelangelo.
Il restauro è un'attività legata alla manutenzione, al recupero, al ripristino e alla conservazione delle opere d'arte, dei beni culturali, dei monumenti ed in generale dei manufatti storici, quali ad esempio un'architettura, un manoscritto, un dipinto, un oggetto, qualsiasi esso sia, al quale venga riconosciuto un particolare valore. Cesare Brandi nella sua Teoria del restauro afferma che il restauro è «il momento metodologico del riconoscimento dell'opera d'arte, nella sua consistenza fisica e nella sua duplice polarità estetica e storica, in vista della trasmissione al futuro», aggiungendo che «si restaura solo la materia dell'opera d'arte».
In architettura e, soprattutto, in archeologia, l'anastilòsi (dal greco ἀναστήλωσις «riedificazione», derivato da ἀναστηλόω «riedificare») è la tecnica di restauro con la quale si rimettono insieme, elemento per elemento, i pezzi originali di una costruzione andata distrutta, per esempio dopo un terremoto.
Gli affreschi del ninfeo sotterraneo della villa di Livia sono un gruppo di pitture parietali realizzate ad affresco e rinvenute nel ninfeo sotterraneo della villa di Livia a Prima Porta, Roma, nel 1863. Di grande importanza sia per la completezza che per la qualità dell'esecuzione, risultano essere le pitture di giardino romane più antiche in assoluto, in quanto databili al 40-20 a.C.. In seguito ai danni della seconda guerra mondiale si optò per il distacco degli affreschi, un'operazione che fu eseguita nel 1951-1952, a cura dell'Istituto superiore per la conservazione ed il restauro (ICR); da allora sono conservati presso il Museo nazionale romano di Palazzo Massimo. La pittura di giardini illusionistici, ben documentata nell'arte romana, derivò forse da modelli orientali (esempi di qualità più bassa si trovano in alcune tombe della necropoli di Alessandria).
