L'annonce de ce résultat était d'autant plus surprenante qu'il était en contradiction totale avec toutes les autres études faites sur le même objet, et qui le donnaient alors comme clairement authentique. Ces travaux faisaient appel à plusieurs disciplines scientifiques, et ils se poursuivent d'ailleurs encore aujourd'hui. Voici quelques observations faites sur le tissu : image d'un corps humain nettement visible en négatif ; traces de blessures correspondant à une crucifixion ; propriétés tridimensionnelles de l'image ; absence de teinture ; pollens incrustés provenant de Jérusalem ; sang humain collé au tissu ; images de pièces de monnaie antiques sur les yeux ; traces de boue sous les pieds ; lettres inscrites autour du visage ...

D'autres éléments allaient à l'encontre du résultat de la datation proprement dit. Il a d'abord été contesté parce que le protocole d'analyse préalablement défini n'aurait pas été respecté. Ensuite, on a rappelé l'existence d'objets anciens qui "témoignent" de l'existence antérieure du Linceul. Par exemple, un manuscrit du XIIème siècle appelé le Codex de Pray représente correctement le Linceul, ce qui implique qu'il existait déjà au XIIème siècle. Il faut aussi signaler l'existence d'un autre tissu parfaitement identique au Linceul, fabriqué selon les experts dans le même atelier en Israël et dont l'âge antique est attesté. Enfin, une étude faite en 2005 a montré que les échantillons analysés au carbone 14 n'étaient pas d'origine, en se fondant sur l'absence d'un composé végétal, la vanilline, qui met au moins 1300 ans pour disparaître.

La récente déclaration du directeur de l'institut d'Oxford, qui avait participé au travail de datation, risque de faire rebondir le débat entre les tenants et les opposants de l'authenticité. Mais même si elle va dans le sens de l'authenticité, de nombreuses questions restent encore en suspens. Malgré toutes les investigations qui ont été menées, le Linceul de Turin demeure enveloppé de mystère.