肖像画杰作《蒙娜丽莎》享有盛誉，代表着达·芬奇的最高艺术成就。达·芬奇把他自己对人像典型的审美理想全部倾注于此画，他淋漓尽致地发挥了达·芬奇式的烟雾状笔法。同时，他力图使人物的丰富内心感情和其美丽迷人的外形达到天衣无缝的结合。
他对于人像面容中眼角唇边等表露感情的关键部位非常重视，特别着重掌握精确与含蓄的辩证关系，从而使蒙娜丽莎的微笑充满神韵而且含义无穷，具有一种神秘莫测的吸引力。
人们在凝视不朽之作《蒙娜丽莎》时，常常会被画中人物的微笑所迷惑。初看上去，人们会领略一份安详的微笑;但通过仔细的观察，人们就会感到笑容消逝;凝神端详，笑容重现，继而又退去……为什么这幅画会产生这样的神奇效果呢?
神经生物学家的结论是：蒙娜丽莎笑容的时隐时现完全是观察者自身视线在其脸上游走移动所产生的效果。但是，在微笑的蒙娜丽莎面前无论怎么移动自己的位置，她的眼睛似乎永远跟着看她的人，让欣赏者觉得她一直都在看着自己。
就连神经生物学家也无法解释，为什么迄今为止任何其他的画家都无法复制出原作的这种效果。
有的人从审美心理学的观点出发，他们认为同一件艺术品，不同的人或同一个人在不同的心境下观赏，往往都会有不同的感受。人们凭借自己的生活经验，能从中不断发现作品的新含义。
学者们认真地探讨过蒙娜丽莎微笑神秘莫测的原因
有的学者从美学角度指出，这种神秘微笑是作者力图要在个性具体的单个人物身上，创造出他理想化了的美的典型;力图要使一闪即逝的面部表情，成为一种喜悦的永恒象征。正是这种矛盾的结合产生出了令人觉得惊奇的客观效果。
这恐怕是个永远也说不清的谜了
有的画家则从绘画技巧上分析，他们认为达·芬奇为模特设置了一幅透视不一的背景，当人们的视线集中在左边时就会感到远景下降而人物上升;反之，当人们集中到右边看时就会感到远景上升而人物下降。画像中人物的五官位置也是在游移不定中。加上作者把最能体现人笑容的嘴角和眼角部位画得若隐若现，做了有意的朦胧处理，这就使画中主人公的微笑颇费猜疑。
还有的研究者从医学角度别出心裁地研究了蒙娜丽莎的“生理状况”，认为她患有内斜视或是具有双瞳。
对于蒙娜丽莎的神秘微笑有太多不同的见解，这高深莫测的微笑究竟代表的是喜爱、期待、愁苦、渴望、恐惧、惊奇、忧伤还是激动?这恐怕是个永远也说不清的谜了。
蒙娜丽莎
美国哈佛医学院的神经生物学家利文斯通认为，蒙娜丽莎微笑的时隐时现，其实是我们的眼睛运动的结果。利文斯通分析说，人眼通过两个不同的区域来观察世界。
人们首先注意的也是人物的眼睛
一个是中心区，被称为视网膜的中央小窝儿，它让人们看到颜色，认出印刷符号，辨别细节。另一个是外围区，它分布在中央小窝儿的周围，是人们区别黑白、捕捉运动、分辨阴影的区域。当人们观察别人时，常常注视对方的眼睛。
在欣赏《蒙娜丽莎》这幅画时，人们首先注意的也是人物的眼睛。当观察者眼睛的中心区在蒙娜丽莎的眼睛上时，“外围区”视线会落在她的嘴上。由于外围区不注重细节，因此它会很快地注意到蒙娜丽莎颧骨的阴影，这些阴影又恰恰使人们意识到笑容的存在。
但是，当直接看蒙娜丽莎的嘴部时，人眼的中心区又不会注意到阴影，所以“人们永远无法从她的嘴上看到笑意”。
