Technika ta polega na pokrywaniu naprężonego i zagruntowanego płótna, gładkiej deski lub innego podobrazia farbami, składającymi się z oleju lnianego (lub rzadziej innych roślinnych olejów schnących, np. konopnych, makowych) i odpowiednich pigmentów. Sporadycznie stosowany był też wosk, który pełnił funkcję stabilizatora spowalniającego oddzielanie się oleju lnianego od pigmentów. Malarstwo olejne ma bardzo dużą swobodę w doborze i mieszaniu barw, uzyskiwaniu efektu matu lub połysku. Z łatwością tworzą się efekty półprzezroczystości, przenikania barw oraz złożone faktury jak również impasty. Po opanowaniu podstaw warsztatu jest stosunkowo łatwą i wdzięczną techniką. Umożliwia ona wielokrotne retuszowanie przez nakładanie kolejnych warstw farby na obraz. Obrazy olejne cechuje też duża trwałość. Istnieją(nie licząc technik eksperymentalnych) zasadniczo dwie podstawowe techniki malarstwa olejnego:
- klasyczna (warstwowa, laserunkowa) rozwijana od XV/XVI wieku jako naturalne następstwo technik temperowych. Polega na nakładaniu na barwną zaprawę (podkład, grunt) cienkiej, monochromatycznej podmalówki temperowej lub olejnej, następnie tzw. imprimitury (warstwy barwnego werniksu lub szelaku), a następnie kilku lub kilkunastu warstw półkryjących lub przezroczystych (laserunkowych) farb olejnych albo olejno-żywicznych (z dodatkiem naturalnych żywic lub balsamów). Obrazy malowane tą techniką mają wyjątkowo wyrafinowaną kolorystykę i niezwykłą głębię kolorów.
- alla prima („od pierwszego razu”), rozwijana od XVIII wieku, polega na realizacji zamysłu twórczego przez położenie jednej, nieraz bardzo grubej i modelowanej ruchem twardego pędzla ew. szpachli (impasto) warstwy kryjących farb olejnych, mieszanych czasem bezpośrednio na obrazie. Odmianą tej techniki jest pointylizm (stworzony przez Georges’a Seurata, stosowany przez postimpresjonistów).
W XIX i XX w. wraz z ogromną różnorodnością powstających stylów i kierunków malarskich wykształciły się „swobodne” techniki malarstwa olejnego alla prima, z użyciem różnorakich, czasem przypadkowych narzędzi (np. rower – Jackson Pollock) i „niemalarskich” materiałów