Comme son contemporain Donatello, Masaccio s'est tourné vers Brunelleschi pour les questions de perspective et de cadre architectural. Panofsky (in RACAO) fait remarquer que les caissons de la voûte en berceau sont disposés en nombre pair, ce qui implique que son axe central soit une sorte d'ogive gothique déguisée. Or le même Brunelleschi avait déjà introduit cette innovation dans la chapelle Pazzi, rompant la tradition selon laquelle le nombre de rangées devait être impair (pour faire apparaître une rangée centrale). Par ailleurs les colonnes, pilastres et chapiteaux rappellent la chapelle Barbadori à Santa Felicita réalisée par le même Brunelleschi, qui est l'inventeur d'une célèbre expérience réalisée en 1425, à Florence.

Le plafond n'a rien de mystique. C'est un élément de mobilier ou d'immobilier, un objet profane. Le ciel n'étant pas marqué religieusement, c'est Dieu (le Père), en personne, qui soutient la croix sur laquelle le Fils est crucifié. La troisième élément (le Saint-Esprit sous la forme d'une colombe blanche) se trouve entre les deux. Au-dessus de l'ample geste du Père, qui remplit l'espace de la voûte, se déploie cet étonnant trompe-l'oeil dont l'exactitude a surpris tous les observateurs, y compris Vasari en 1568 - lequel Vasari n'a pas hésité à peindre une Vierge au Rosaire qui a dissimulé la fresque de 1570 à 1861. En 1952, cette fresque a été réinstallée sur la paroi d'origine, au-dessus du squelette d'Adam qui était resté sur place.

On peut repérer trois plans distincts sur le schéma ci-dessus :

- celui des donateurs (l'homme en rouge, la femme en bleu), avec le plancher au niveau des yeux de l'observateur.

- celui des saints personnages, la Vierge Marie en bleu, qui n'est pas éplorée mais se tourne vers le spectateur et lui montre le Christ, et Saint Jean Baptiste en rouge,

- celui de Dieu, qui semble reposer sur la tombe du Christ (en rouge).

Le point de fuite se trouve sur la ligne de base de la composition, à peu près au niveau du plancher où prennent appui les donateurs (ou légèrement en-dessous). Ce plancher est réduit à une ligne, qui symbolise probablement le niveau terrestre. Curieux paradoxe : pour appliquer la règle perspective, on commence par élider la surface qui en est habituellement la marque le plus visible : le plancher (on ne trouve dans ce tableau aucun carrelage qui puisse servir de repère). Si la marche sur laquelle sont placés les donateurs est haute, c'est pour qu'un homme de taille moyenne, debout, regardant de face et à proche distance, ne voie pas la surface du sol (Masaccio a tenu compte de la disposition effective de la fresque dans l'église). Conséquence : la chapelle située au-dessus de l'autel apparaît comme une niche en perspective raccourcie.

On savait depuis Lorenzetti (vers 1344) qu'il fallait faire converger les lignes parallèles en un point, mais il faudra attendre 1435 pour qu'Alberti publie son traité de perspective, De pictura. Comment alors Masaccio s'y est-il pris pour réaliser cette perspective quasiment parfaite (à l'exception des personnages)? Sans doute s'est-il appuyé sur Brunelleschi, un architecte expérimenté âgé de 48 ans, alors que lui-même n'avait que 24 ans et devait mourir trois ans plus tard, en 1428. Mais Brunelleschi, qui n'a jamais théorisé la perspective, pouvait-il réaliser un tel dessin? Certains en doutent et pensent que Masaccio a utilisé la technique de l'astrolabe, très bien connue à l'époque.

Le chemin spirituel va du bas vers le haut : Adam le fautif, puis les pieux donateurs, puis les saints intercesseurs, puis le Dieu trinitaire.

Le fait que tous les personnages soient à peu près de la même taille peut être interprété dans deux directions opposées :

- rupture avec la tradition médiévale qui proportionne la taille des personnages à leur importance;

- incapacité technique de Masaccio, qui a appliqué rigoureusement la perspective aux éléments architectoniques, mais pas aux corps humains (qui devraient être d'autant plus petits qu'ils sont plus éloignés).

Le squelette d'Adam, dans son sarcophage, est la première représentation anatomique exacte de la Renaissance (chacun peut compter le nombre de côtes). Au-dessus de lui se trouve une inscription en latin : J'AI ETE CE QUE VOUS ETES ET CE QUE JE SUIS VOUS LE SEREZ VOUS AUSSI.

Parmi les maladresses de Masaccio, on peut remarquer que les personnages devraient être vus d'en-dessous, ce qui n'est pas le cas. Seul saint Jean a une ombre; les donateurs n'en ont pas (quelques mois plus tard, quand il peindra Adam et Eve Chassés du paradis, Masaccio n'omettra pas les ombres). Mais l'essentiel, considéré sous l'angle de l'histoire de la peinture, est l'émergence du sujet. Le monde se constitue à partir du regard du spectateur, qui détermine un point de vue et un point de distance, dans un espace où les objets prennent place - malgré leurs imperfections.