El pigmento azul ultramar es notoriamente inestable y se desvanece cuando se expone a la luz, el calor o la humedad. El azul ultramar es un pigmento elaborado a partir del lapislázuli, una piedra semipreciosa. La composición química exacta del azul ultramar puede variar ligeramente según la fuente del lapislázuli, pero los componentes principales del azul ultramar son el ultramar, la lazurita y la calcita. El ultramar es un silicato complejo de azufre y aluminio. La lazurita es un mineral de color azul intenso que le da al azul ultramar su color característico. La calcita es un mineral común que se encuentra en muchos tipos de rocas.

La decoloración del azul ultramar se debe a la descomposición de la molécula de ultramar. Esta descomposición puede acelerarse por la exposición a la luz, el calor o la humedad. Cuando el azul ultramar se expone a la luz, los fotones de luz interactúan con los electrones de la molécula ultramarina, provocando que se exciten. Esta excitación puede hacer que los electrones se muevan a niveles de energía más altos, lo que luego hace que los electrones se desemparejen. Este proceso, conocido como fotooxidación o fotólisis, crea radicales libres que atacan la molécula ultramarina y provocan la descomposición del pigmento.

Lo mismo ocurre con la exposición al calor y la humedad. Cuanto mayor sea la temperatura o la humedad, más rápida será la tasa de degradación. Esto se debe a que el calor y la humedad hacen que las moléculas ultramarinas vibren más, lo que las hace más susceptibles al ataque de los radicales libres.

Como resultado de todos estos factores, el azul ultramar no se considera un pigmento permanente y no debe usarse en obras de arte que estarán expuestas a la luz, el calor o la humedad. Sin embargo, se puede utilizar en obras de arte que no estarán expuestas a estas condiciones.