Desde el  inicio de la  restauración de la Catedral de Santa María se ha incorporado el factor innovador al proyecto. A continuación se detallan algunas de las propuestas innovadoras que se han ido desarrollando por los diferentes equipos interdisciplinares que han trabajado en la restauración integral. 

El Plan Director, propuesto en 1996, avanzaba una serie de propuestas innovadoras en la forma de acometer un estudio de estas características, entre las cuales figuraba la realización de una documentación geométrica basada en la técnica de la fotogrametría, que permitía tener un modelo tridimensional, piedra a piedra de toda la catedral. 

Asimismo el estudio estratigráfico de las fábricas de la Catedral utilizando la Arqueología de la Arquitectura permitió a los arqueólogos comprender la evolución histórico-constructiva del edificio y validar esta metodología para edificios tan complejos como la catedral de Santa María.

La manera de abordar el análisis estructural del monumento, basándolo en la teoría de estados límite evolutivos ha permitido comprender la complejidad de la fuerzas que actúan en el edificio posibilitando su restauración estructural.

Todo este proceso se ha gestionado desde el principio mediante un Sistema de Información Geográfica denominado Sistema de Información del Monumento, que no es otra cosa que el concepto de BIM aplicado al patrimonio histórico construido. Este sistema estaba en marcha antes incluso de que el término BIM se utilizase en la gestion de edificios.

Se ha desarrollado una investigación para determinar la composición y los materiales que se deben utilizar al realizar inyecciones de consolidación en muros y pilares de edificios históricos. Todo el proceso de investigación, así como los resultados y los análisis realizados se han recogido en una publicación impresa que también se encuentra a disposición pública por medios digitales bajo licencia creative commons.

En el ámbito de desarrollo tecnológico cabe remarcar la implementación de un sistema de video mapping que permite conocer  la evolución polícroma del pórtico desde su construcción hasta el momento actual.  La recreación mediante proyección de luz de las policromías está concebida como una forma de reintegración polícroma dentro de la restauración artística del pórtico y como una herramienta de realidad aumentada a disposición del público visitante.

Durante los años 2015-2018 hemos participado en el Proyecto NANO-CATHEDRAL junto a las Catedrales de Colonia, Viena, Gante y Pisa (además del edificio de la Opera en Oslo). Este proyecto, financiado por la Unión Europea a través de su programa Horizon 2020,  desarrolla nuevos nano-materiales, tecnologías y procedimientos para la conservación de piedras deterioradas en edificios monumentales, catedrales y arquitectura contemporánea de gran valor.