Aunque Leonardo dejó gran parte de su producción pictórica inacabada, fue un artista extremadamente innovador e influyente. Al comienzo de su trayectoria su estilo es similar al de Verrocchio, pero poco a poco abandonó la manera del maestro en lo que ésta tenía de rigidez o dureza de líneas en el tratamiento de las figuras y evolucionó hacia un estilo más libre, de modelado más suave en el que incluyó efectos atmosféricos. La temprana Adoración de los Magos introduce una nueva forma de composición, en la que las figuras principales quedan reagrupadas en el primer plano, mientras que en el fondo un paisaje con ruinas imaginarias y escenas de batalla se diluye en la lejanía.Las innovaciones estilísticas de Leonardo se hacen patentes en La última cena, en la que recrea un tema tradicional de manera completamente nueva. En lugar de mostrar a los doce apóstoles aislados, los presenta agrupados de tres en tres dentro de una dinámica composición. Cristo —en el momento de anunciar la traición de uno de ellos— sentado en el centro y teniendo como fondo un triple ventanal en el que un paisaje se difumina en la distancia, representa un núcleo de serenidad, mientras que los rostros y gestos de los discípulos exteriorizan el drama que supone este momento. Leonardo reintroduce, con la monumentalidad de la escena y el volumen de las figuras, un estilo que ya había iniciado 30 años antes Masaccio.
La Gioconda, la obra más famosa de Leonardo, sobresale tanto por sus innovaciones técnicas como por el misterio de su legendaria sonrisa. La obra es un ejemplo consumado de dos técnicas —el sfumato y el claroscuro— de las que Leonardo fue uno de los primeros grandes maestros. El sfumato consiste en eliminar los contornos nítidos y precisos de las líneas y diluir o difuminar éstos en una especie de neblina que produce el efecto de inmersión en la atmósfera. En el caso de La Gioconda el sfumato se hace evidente en las gasas del manto y en la sonrisa. El claroscuro es la técnica de modelar las formas a través del contraste de luces y sombras. En el retrato que nos ocupa las delicadas manos de la modelo reflejan esa modulación luminosa de luz y sombra, mientras que los contrastes cromáticos apenas los utiliza.
Especialmente interesantes en la pintura de Leonardo son los fondos de paisajes, en los que introduce la perspectiva atmosférica (creación de efectos de lejanía aplicando el sfumato y otros recursos ambientales). Los grandes maestros del renacimiento en Florencia, como Rafael, Andrea del Sarto y Fra Bartolommeo, aprendieron esta técnica del artista florentino. Asimismo, transformó la escuela de Milán y, en Parma, la evolución artística de Correggio está marcada por la obra de Leonardo.Los numerosos dibujos que se conservan de Leonardo revelan su perfección técnica y su maestría en el estudio de las anatomías humana, de animales y plantas. Estos dibujos se encuentran repartidos por museos y colecciones europeas como la del castillo de Windsor, Reino Unido, que constituye el grupo más numeroso. Probablemente su dibujo más famoso sea su autorretrato de anciano (c. 1510-1513, Biblioteca Real, Turín).
planificados tratados sobre diversas materias científicas, cuyas teorías nos han llegado a través de anotaciones manuscritas. Los descubrimientos de Leonardo no se difundieron en su época debido a que suponían un avance tan grande que los hacía indescifrables, hasta tal punto que, de haberse publicado, hubieran revolucionado la ciencia del siglo XVI. De hecho, Leonardo anticipa muchos descubrimientos de los tiempos modernos. En el campo de la anatomía estudió la circulación sanguínea y el funcionamiento del ojo. Realizó descubrimientos en meteorología y
geología, conoció el efecto de la Luna sobre las mareas, anticipó las concepciones modernas sobre la formación de los continentes y conjeturó sobre el origen de las conchas fosilizadas. Por otro lado, es uno de los inventores de la hidráulica y probablemente descubrió el hidrómetro; su programa para la canalización de los ríos todavía posee valor práctico. Inventó un gran número de máquinas ingeniosas, entre ellas un traje de buzo, y especialmente sus máquinas voladoras, que, aunque sin aplicación práctica inmediata, establecieron algunos principios de la aerodinámica.