Seurat beschäftigte sich mit der Kunst der alten Meister und den Werken Delacroix', er interessierte sich auch besonders für wissenschaftliche Untersuchungen über Farbe und Licht. Aus chemischen und physikalischen Bilduntersuchungen entwickelte er die Theorie für die pointillistische Malweise. Sie wird auch als "Divisionismus" bezeichnet. Nach vielen Versuchen in Schwarz-Weiß malte er das erste pointillistische Bild "Badeplatz in Asnières". Er arbeitete wissenschaftlich genau und überließ nichts dem Zufall, im Gegensatz zu den Impressionisten arbeitete er wieder im Atelier, das Malen seiner großformatigen Bilder war zeitraubend und weit davon entfernt, wie im Impressionismus einen momentanen Eindruck festzuhalten. Sein bevorzugtes Motiv waren Menschen. "Sonntagnachmittag auf der Ile de la grande Jatte" ist sein bekanntestes Bild. Er fertigte für das 2 m x 3 m große Gemälde mehr als 60 Ölskizzen an. Die Personen darauf wirken eher starr und leblos, verschiedene Stoffe wie Kleidung und Haut werden nicht unterschieden. Die Formen sind geometrisch vereinfacht, daher wird Seurat auch als Vorläufer des Kubismus bezeichnet.
Seurat wollte eine wissenschaftliche Malerei entwickeln, die für jeden anwendbar ist. Mit der eher unpersönlichen und theoretischen Malweise des Pointillismus gelang das aber nicht. Trotzdem wurden viele Maler des 20. Jahrhunderts von Seurat beeinflusst.
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