The study of objects from the Cultural Heritage has huge cultural and historic interest to understand the evolution of the societies. Nevertheless, these objects can endure degradation through the time. In order to propose useful conservation and restoration treatments, the maximum information about their original materials is needed. Artworks are usually covered by a varnish coat, made of chemically inert materials, in order to protect the inner layer from the degradation. However, this layer can also undergo a progressive deterioration, which could move to the own artwork. On the other hand, the pictorial layer contains the pigments mixed with binders which agglutinate and cover these pigments, so that it influences the chromatic properties of the artwork, and characterizes the artistic technique chosen by the author. The Doctoral Thesis shows the development of several analytical methods in order to characterize organic materials used in artworks, as follows: a) proteins by liquid chromatography fluorescence. b) natural waxes by means gas chromatography. c) drying oils by liquid chromatography UV-Visible and liquid chromatography fluorescence. d) Proteins and drying oils by means of direct infusion mass spectrometry. e) materials in historical italian violin varnishes, by gas chromatography mass spectrometry. f) synthetic polymers in modern artworks by pyrolysis gas chromatography mass spectrometry. The proposed methodologies were successfully tested by the study of samples from relevant artwork, as: i) pictorial artworks (16th -18th Centuries), from the Valencian Cultural Heritage, where egg protein was identified ii) an oleoresin on panel (2003), from the Mexican Cultural Heritage, where beeswax was identified iv) varnishes of string musical instruments by the most famous luthiers of the Baroque period (16th 18th Centuries): a luth by Laux Maler, a theorbo by Wendelio Venere and a violin by Antonio Stradivari. In the three cases, linseed oil and a Pinaceae-type resin were characterized v) a modern pictorial artwork by Georg Baselitz, the most important current painter in Germany. The analysis showed the presence of ketonic resin.RESUMEN El estudio de los objetos pertenecientes al patrimonio artístico presenta un gran interés cultural e histórico, ya que proporciona información sobre la evolución de las sociedades. No obstante, estos objetos sufren degradaciones a lo largo del tiempo debido a las agresiones de agentes externos y también a condiciones de conservación inadecuadas. La propuesta de tratamientos de restauración y conservación exige disponer de una información lo más completa posible acerca de los materiales que fueron utilizados en su elaboración. Las obras de arte están habitualmente recubiertas por una capa de barniz, constituido por materiales químicamente estable s, con el objetivo de proteger a las capas internas del deterioro. Sin embargo, esta propia capa protectora puede experimentar una degradación progresiva, la cual se propaga a la propia obra de arte. Por otra parte, la capa pictórica contiene los pigmentos mezclados con aglutinantes, que cubren y cohesionan dichos pigmentos, ejerciendo influencia en la cromaticidad de la obra de arte, y caracteriza la técnica artística elegida por el autor. Los compuestos orgánicos más utilizados en la capa pictórica y el barniz están constituidos químicamente por aceites secantes (pinturas al óleo), aglutinantes proteicos (técnicas artísticas de témpera y temple), ceras naturales (pinturas en encáustica), resinas naturales (compuestos filmógenos) y resinas sintéticas (amplio uso debido a su versatilidad). La Tesis Doctoral presenta una serie de métodos analíticos para la caracterización de materiales orgánicos utilizados en obras de arte, basados en cromatografía y espectrometría de masas. Para cada caso se aplica la técnica analítica más adecuada, optimizando el tratamiento de muestra y las condiciones instrumentales para incrementar los parámetros analíticos del método. Posteriormente, para la diferenciación de los patrones y su caracterización en las muestras artísticas, los datos obtenidos se tratan estadísticamente utilizando herramientas quimiométricas. Las metodologías desarrolladas son las siguientes: - Identificación de proteínas por cromatografía de líquidos-fluorescencia, previa derivatización para aumentar la fluorescencia de los analitos. - Caracterización de ceras mediante cromatografía de gases, tras derivatización para incrementar la volatilidad de los analitos. - Identificación de aceites secantes mediante cromatografía de líquidos-UVVisible y cromatografía de líquidos - fluorescencia , previa derivatización para incrementar la sensibilidad. - Caracterización de proteínas y aceites secantes mediante espectrometría de masas por infusión directa, sin necesidad de separación ni derivatización previa. RESUMEN - Identificación de materiales presentes en barnices de violines y laúdes italianos del Renacimiento, mediante cromatografía de gases espectrometría de masas, previa transmetilación para volatilizar los compuestos con grupos carboxilato. - Caracterización de polímeros sintéticos y aditivos en obras pictóricas modernas mediante pirólisis - cromatografía de gases espectrometría de masas. La capacidad de predicción de las metodologías propuestas se evaluó con éxito mediante el estudio de muestras procedentes de obras artísticas de gran relevancia, como son: i) obras pictóricas de los siglos XVI a XVIII pertenecientes al Patrimonio Cultural Valenciano, donde se identificó proteína de huevo. ii) una oleorresina sobre tabla realizada en el 2003, del Patrimonio Cultural Mejicano, donde se detectó cera de abeja. iii) diversas pinturas al óleo de los siglos XV a XX, mayor itariamente pertenecientes a la Basílica de la Virgen de los Desamparados y de la Catedral de Valencia, donde se caracterizó mayoritariamente aceite de linaza. iv) barnices de instrumentos musicales de cuerda fabricados por los luthiers más renombrados de la época renacentista (siglos XVI-XVIII): un laúd de Laux Maler, una tiorba de Wendelio Venere y un violín de Antonio Stradivari. En los tres casos se caracterizó aceite de linaza y resina de tipo Pinaceae. v) Una obra pictórica moderna realizada por Georg Baselitz, considerado como uno de los pintores modernos más importantes de Alemania. El análisis reveló la presencia de una resina cetónica. __________________________________________________________________________________________________