Ao acessar http://www.google.com.br/imghp verá um motor de busca de imagens semelhante ao mostrado na captura acima.
É possível arrastar fotos ou desenhos na seção de busca e encontrar resultados que possam nos ajudar a identificar a imagem, e também a obtenção de uma lista de algumas semelhantes.
No exemplo mostrado você pode ver como é identificada a pintura de Vincent van Gogh, retornando os resultados que todos esperamos:
Você pode obter mais detalhes sobre essa função em www.google.com/insidesearch/searchbyimage.html, onde comentam sobre a extensão existente para Chrome e outras possibilidades para subir a imagem no buscador.