La couleur est un élément essentiel des pratiques artistiques des Paléolithiques dans la cavité. À l’échelle de la grotte, l’appréhension par les Aurignaciens de la partition physique en deux ensembles (de l’Entrée au Seuil et du Seuil au Fond) s’est traduite par un dispositif pariétal basé principalement sur le rouge dans la première partie (seuls sept animaux noirs : deux félins, trois mammouths, un boviné, un indéterminé) et sur le noir dans la partie profonde. À l’échelle des panneaux, on identifie des préparations différentes des matières colorantes et des techniques d’application diverses.
Si le colorant noir est exclusivement du charbon brut, la couleur rouge a été employée tantôt en crayon, tantôt en peinture. Les figures animales sont plutôt dessinées à l’aide de nodules d’hématite et les signes sont peints grâce à une préparation mêlant poudre d’ocre et eau. Les teintes sont variées et révèlent des sources d’approvisionnement probablement diverses. Les gîtes d’ocre existent dans l’environnement proche mais aussi à l’intérieur même de la cavité. Des analyses physiques et colorimétriques sont menées pour définir l’origine des matières premières, les modalités de préparation et d’application de la peinture.
Contrairement aux œuvres réalisées au fusain, les rouges ne sont pas datables directement, ils ne renferment pas de matières organiques. Il nous faut procéder par comparaison, par analyses des superpositions et des processus taphonomiques pour rattacher ces figures au cadre chronologique mis en place par les datations au carbone 14. Pour l’heure, lorsque le rouge ne vient pas compléter une figure animale (comme le rhinocéros crachant de la salle du Fond, par exemple), son usage semble plutôt ancien.