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公输堂小木作被誉为小木作艺术的殿堂。它以箱体结构为穿搭方式，将精雕细刻的木构件结合成“天宫楼阁”。楼阁的宫窗只有半厘米厚，轻如蝉翼，薄似书页。门楣上有龟纹、回纹、金钱纹、万字纹等各类图案，有牙雕之感。天宫下部的挂落、飞罩、地霞、门额、格扇等部位，分别用圆雕、平雕、镂空雕、浮雕等手法，雕刻了莲花、卷云、如意等图案。

公输堂彩绘的作画方式更是讲究，以旋子彩画为主。根据古建筑专家的研究，公输堂彩画中用到了“紫龙罩”和“拨金”的独特工艺。“紫龙罩”据说是在彩绘画表层涂上类似清漆的物质以达到保护的目的，该工艺在清末已失传。拨金工艺常用于泥塑，用在建筑物上较为罕见。这种工艺要先在预定的彩画部位贴上金箔，再在金底上彩绘，之后使用工具将金色部分剥出来，呈现出想要的整体图案。此工艺的制作过程需要精准拿捏轻重，若手轻则不露金，手重则剔掉金，因此十分考验工匠的技法。公输堂彩绘地仗(即底子)厚度仅一毫米左右，由于很薄，不易起皮脱落，也是彩绘历时数百年依旧完好的一大原因。

在2017年举办的“交流与互鉴︰中国—法国文化遗产保护研讨会”上，中法专家分别对《公输堂维修工程历年维修设计》《公输堂木质结构和元素》展开汇报。同年，在北京，陕西省文物保护研究院与法国遗产科学基金会签署开展公输堂彩绘木作保护研究合作项目，内容包括公输堂古建筑油饰彩画传统工艺研究、彩画粘合材料研究、建筑木材树种研究等，该项目被列入中法高级别人文交流机制。