L’histoire, les examens scientifiques portant notamment sur le tissu, les pollens et poussières, la photographie, les taches de sang, les traces de la Passion, l’étude de l’homme, tout concourt à démontrer l’authenticité du Saint Suaire. Il reste cependant un problème très important à résoudre : celui de la formation de l’image. C’est sur celui-là que butent principalement les controverses autour du sujet. Partisans et adversaires de l’authenticité se heurtent à ce problème que ne fait que compliquer la connaissance que l’on a maintenant de la nature chimique de l’image.

Très nombreuses sont les hypothèses proposées. On peut les classer en quelques catégories : peinture, applications et frottis, vaporographie, photographie, décalquage, impression de corps, herbier, rayonnement. Mais aucune n’apporte de réponse, car pour expliquer la formation de l’image, il faut remplir les conditions suivantes :

• aucune action de substance, puis qu’on n’en retrouve pas sur le tissu ;
• dans l’hypothèse de l’intervention d’un corps chimique, il ne peut être ni solide, ni liquide, ni gazeux ; en effet, un corps solide ou liquide agissant par contact ne laisserait que des plages uniformément foncées ou blanches, et non un modelé ; un corps liquide agirait par capillarité ; il ne peut s’agir d’un corps liquide et gazeux car il n’y a aucune pénétration en profondeur ;
• il s’agit du rayonnement venu du corps enseveli (tridimensionnalité), sans doute thermique (roussissure, monnaies), avec des propriétés inconnues : une force décroissant rigoureusement de manière inversement proportionnelle de chaque point par rapport au tissu ;
• la force de rayonnement se traduit non par une roussissure plus prononcée, mais par une roussissure égale appliquée à plus de fibres au cm² (voir : naturelle l’image) ;
• le tissu du dessus a fait écran comme s’il était devenu horizontal alors qu’il ne l’était pas à l’origine (voir : pesanteur).

Il semble qu’aucune hypothèse n’apportera jamais de solution complète. Plus on avance, plus on en vient à se poser la question du miracle de la Résurrection.