I colori per l'acquerello si ottengono mescolando pigmenti in polvere con una sostanza addensante solubile in acqua, la resina di acacia, detta gomma arabica, che serve a solidificare il colore e a legarlo al supporto. La stesura si effettua stemperando in acqua i colori con il pennello al momento dell'uso. Il termine 'acquerello' compare nel Settecento, ma fin dall'antichità sono state utilizzate tecniche basate sullo stesso principio, ad esempio per i papiri dell'antico Egitto o per le pitture a inchiostro in Estremo Oriente. L'acquerello discende dalla tecnica medievale della miniatura, per la quale si utilizzavano pigmenti uniti a chiara d'uovo o gomma arabica; anche la tecnica dell'affresco era basata sull'uso di pigmenti solubili in acqua, con l'aggiunta però, in età bizantina e medievale, di sostanze opacizzanti di colore bianco (calce o gesso), in modo analogo a quanto avviene nella tecnica moderna della gouache.

Alcuni artisti come il Guercino, Claude Lorrain e Rembrandt si servirono del bistro (fuliggine di faggio in sospensione acquosa, di colore marrone) e della seppia per riprodurre sinteticamente gli effetti atmosferici e il gioco della luce naturale nei loro studi di paesaggio. Solo alcuni paesaggisti olandesi sperimentarono in questo periodo l'uso dei colori.