La tempera è una fra le tecniche pittoriche più antiche: il suo nome deriva dal verbo temperare o stemperare, cioè sciogliere i colori (pigmenti macinati) in acqua, mescolandoli a un collante di varia natura per poterli fissare sul supporto (muro, tavola, cartone). La tempera è già presente nelle pitture rupestri dei popoli primitivi, che legavano il colore con sostanze di origine vegetale o animale. È stata molto utilizzata anche dai pittori dell'antica Grecia nei dipinti su tavola, tuttavia purtroppo, essendo il legno un materiale facilmente deperibile, non ci è pervenuto nessun esempio di quella pittura, ma solo alcune copie di dipinti greci nei mosaici romani. Nel Medioevo e sino al Quattrocento è la tecnica più usata in Europa per dipingere su tavole di legno. I collanti adoperati nella tecnica della tempera sono le colle animali, le gomme, la caseina, il latte e l'uovo. Le colle animali si ottengono dalle pelli, dalle cartilagini e dalle ossa di alcuni animali: vengono messe a bollire e poi purificate e seccate. La sostanza proteica che assicura buone proprietà adesive e coesive alle colle animali è il collagene. A seconda della loro purificazione vi sono più varietà di colle: dalla gelatina, che è la più pura e la meno collante, alla colla forte, che è la meno pura ma con maggiore potere collante. Le gomme vegetali sono sostanze naturali prodotte dall'essudazione di alcune piante: la più comune è la gomma arabica. La caseina è una proteina contenuta nel latte che si ottiene mediante un complesso procedimento chimico e viene impiegata sia nella tempera su tavola sia soprattutto nella tempera su parete. Il latte è più stabile e più resistente della caseina perché ha una composizione più grassa e più materica. L'uovo viene impiegato nella tempera a uovo come legante e ne viene utilizzato il rosso. Nella miniatura, al contrario, si impiega il bianco. Sia il bianco che il rosso sono sostanze che si diluiscono in acqua. Tutti quelli fin qui elencati sono collanti idrofili: essi vengono mescolati ai pigmenti in polvere e all'acqua e da questa miscela si ottengono i colori a tempera. A questi leganti idrofili è possibile mescolare sostanze idrofobe. In modo particolare, aggiungendo la cera si ottiene l'encausto; se invece si aggiunge dell'olio siccativo si ottiene la tempera grassa. La tempera si serve di supporti murari e di supporti lignei, cioè di supporti rigidi. Le caratteristiche della tempera sono di essere coprente e di avere un impasto denso; il colore diluito con l'acqua deve mantenere la sua corposità. La stesura del colore nella tempera si sviluppa attraverso diverse fasi storiche che da un'iniziale campitura per sovrapposizioni di colore giunge a un graduale accostamento di colori; per terminare, infine - man mano che la tempera perde la consistenza acquosa e collosa e acquista i caratteri più propri dell'olio - con una successione di velature trasparenti. Da Teofilo al Cennini e al Vasari possiamo aggiungere una gran quantità di notizie e di informazioni sui modi del dipingere; e al riguardo si può affermare che i procedimenti pittorici degli antichi sono ancora molto attuali ed efficienti, come peraltro dimostrato dall'enorme quantità di manufatti pittorici che ci sono pervenuti in buono stato di conservazione.
Secondo il tipo di collanti utilizzati possiamo distinguere tre tipi di tempera: la tempera magra, la tempera a uovo e la tempera grassa. La tempera magra si ottiene mescolando i pigmenti semplicemente con acqua e colle vegetali o animali, ed è molto sensibile all'umidità perché le colle anche se secche sono molto igroscopiche. La tempera magra si adatta ad una fattura precisa e sicura nella quale prevale l'elemento grafico. Le caratteristiche di questa tecnica sono che i chiaroscuri non seguono un andamento regolare e graduale, ma sono ottenuti da scatti tonali secchi e decisi; anche le modulazioni cromatiche sono molto distinte. La tempera a uovo è quella che offre i migliori requisiti per una buona resistenza nel tempo e per un buon risultato visivo: il rosso d'uovo, una volta secco, non è più solubile in acqua, sicché la resistenza all'umidità ne agevola la conservazione e la durata nel tempo. Asciugando, i colori risultano brillanti e vivaci: nelle pitture del Trecento e del Quattrocento, rimuovendo lo strato delle vernici superficiali fortemente ossidate e ingiallite, si sono trovati dipinti ancora perfetti e carichi della forza cromatica originaria. Nella tempera grassa il legante è un'emulsione in cui si aggiunge una componente oleosa, come olio siccativo o resina. La stesura pittorica si accosta molto a quella tipica della pittura a olio sia per la componente grassa che per la maggiore consistenza dell'impasto pigmento-legante. Viene facilmente confusa con una qualsiasi tecnica a olio, anche se è sostanzialmente diversa da questa perché continua a servirsi dell'acqua come veicolo e mai di un diluente grasso. Ai nostri giorni le tempere si trovano pronte per l'uso già confezionate in tubetti e sono prodotte dall'industria chimica.