La pittura murale conservatasi nell'ex monastero di Santa Caterina è stata realizzata con la tecnica del buon fresco o a fresco: dopo aver abbozzato il disegno preparatorio direttamente sulla parete da dipingere, il pittore stendeva i pigmenti sull'intonaco ancora umido cosicché si cristallizzassero, durante l'asciugatura, con il legante a calce e formassero un tutt'uno con la superficie sottostante.
Requisito indispensabile alla buona riuscita del lavoro era dunque la velocità di realizzazione, poiché l'intonaco asciutto avrebbe creato uno strato quasi impermeabile e inadatto all'adesione del colore.
Per ovviare a questo problema, tra XIII e XIV secolo fu introdotta la pratica di stendere l'intonaco "per giornate", ossia limitatamente alla porzione di affresco che si intendeva realizzare in un giorno e con la malta ancora umida.
Ancora in uso nel Seicento, questa prassi si riscontra anche nell'affresco di Santa Caterina in cui, per le scene principali dell'Annunciazione e dell'Ultima Cena, è stato possibile contare quattro "giornate": due rispettivamente per la Vergine Annunciata e l'arcangelo Gabriele, e due per l'episodio centrale, dove la linea di demarcazione corre al centro della composizione.

Lo studio condotto durante il restauro ha permesso inoltre di individuare le diverse modalità con cui il disegno preparatorio è stato riportato sulla parete: ricalco da cartone con una punta spessa e arrotondata, spolvero e particolari condotti a mano libera a pennello. Per le cornici si sono utilizzati modelli-guida pronti all'uso, i cosiddetti patrones.

La mappatura delle incisioni ha anche consentito di individuare un "pentimento" da parte del pittore: infatti, nel disegno preparatorio era stato inizialmente previsto un baldacchino sopra la figura della Vergine, ma questo dettaglio di arredo non venne poi eseguito nella versione finale del dipinto.