У 1998 році, світова громадськість відзначала сторіччя з дня початку наукового дослідження Туринської Плащаниці. Виповнилося сто років з тих пір, як італійському професійному фотографові і благочестивому християнинові Secundo Pia було доручено зробити перші фотографії Туринської Плащаниці. У своїх спогадах про цю подію він писав, що під час обробки отриманих негативів у мороці фотолабораторії, він раптом побачив, як на фотопластинці став виявлятися позитивний образ Ісуса Христа. Його хвилюванню не було межі. Він усю ніч перевіряв і перевіряв ще раз зроблене відкриття, а саме - що на Туринській Плащаниці відбите негативне зображення і що позитивне зображення Ісуса Христа можна одержати, зробивши негатив з Туринської Плащаниці.
До 1969 року наукові дослідження Плащаниці обмежувалися дослідженнями її фотографій. Спочатку це були фотографії, зроблені Секундо Піа в 1898 році, а потім більш пізні і більш досконалі. У 1969 році учені вперше були допущені безпосередньо до Плащаниці. Однак прямі наукові дослідження Туринської плащаниці проводилися лише двічі: у 1973 і в 1978 роках, причому на результатах 1978 року засновані усі висновки вчених про фізичні і хімічні властивості тканини, зображення і слідів, що ототожнюються зі слідами крові. У 1978 році групою з тридцяти вчених керував фізик д-р Джексон, що очолює зараз американський Центр Туринської Плащаниці.
Наукові дослідження 1978 року ставили перед собою три задачі. Перша - з'ясувати природу зображення, друга - визначити походження плям крові, і третя - пояснити механізм виникнення образа на Туринській Плащаниці. Дослідження проводилися прямо на Плащаниці, однак не руйнували неї. Вивчалася спектроскопія Плащаниці в широкому діапазоні від інфрачервоного спектра до ультрафіолету, флюоресценція в рентгенівському спектрі, проводилися мікроспостереження і мікрофотографування, у тому числі в минаючих і відбитих променях. Єдиними об'єктами, узятими для хімічних аналізів, були дрібні нитки, що залишалися на липкій стрічці після її дотику до Плащаниці.
Результати прямих наукових досліджень Туринської Плащаниці можна підсумовувати в такий спосіб. По-перше, було виявлено, що образ на Плащаниці не є результатом внесення в тканину яких-небудь барвників. Це цілком виключає можливість участі художника в його створенні. Зміна кольору образа викликана хімічною зміною молекул целюлози, з якої в основному складається тканина Плащаниці. Спектроскопія тканини в області лику практично збігається зі спектроскопією тканини в місцях її ушкодження від пожежі 1532 року. Весь комплекс отриманих даних говорить про те, що хімічні зміни в структурі тканини відбулися внаслідок реакцій дегідратації, окислювання і розкладання.
По-друге, фізичні і хімічні дослідження підтвердили, що плями на Плащаниці - кров'яні. Спектроскопія цих плям кардинально відрізняється від спектроскопії в області лику. На мікрофотографіях помітно, що сліди крові залишилися на Плащаниці у виді окремих крапель, на відміну від однорідної зміни кольору тканини в районі образа. Кров проникає всередину тканини, тоді як зміни тканини за рахунок виникнення на ній образа відбуваються лише в тонкому поверхневому шарі Плащаниці.
Ще одна чудова деталь, що відкрили дослідники 1978 року. Було доведено, що плями крові з'явилися на Плащаниці до виникнення на ній образа. У тих місцях, де залишалася кров, вона як би екранувала тканину від зміни її хімічної структури. Більш витончені, але менш надійні хімічні дослідження доводять, що кров була людською, а її група АБ. На фотографіях Плащаниці сліди крові по кольорі здаються дуже схожими на сам образ, але при використанні наукових методів відкривається їх зовсім інша природа.
По-третє, вже в дослідженнях 1973 року були отримані цікаві результати про наявність на Плащаниці пилка різних рослин. Дослідження мікрониток дозволили знайти на них пилок рослин, характерних тільки для Палестини, Туреччини і Центральної Європи, тобто саме тих країн, де, як передбачалося, проходив історичний шлях Плащаниці. Так природничонаукові дослідження узгоджуються з дослідженнями істориків.
Четверте важливе відкриття зв'язане знову з ім'ям д-ра Джексона. У свій час, будучи військовим льотчиком і фізиком-оптиком, він застосував для дослідження Плащаниці комп'ютерні програми, розроблені для аналізу аэрофотознимків з метою відновлення по них тривимірних форм об'єктів. Працюючи з моделлю Плащаниці, він експериментально вимірив на добровольцях відстань між Плащаницею і людським тілом, а отримані дані порівняв з фотографіями Туринської Плащаниці.
У результаті цих досліджень він знайшов, що інтенсивність кольору на Плащаниці знаходиться в простій функціональній залежності від відстані між нею і поверхнею тіла. Таким чином, твердження, що на Плащаниці ми маємо негатив, є лише перше наближення до істини. Говорячи точніше, на Плащаниці мовою інтенсивності кольору передана відстань між тілом і Плащаницею. Знаючи цю залежність, Джексону вдалося по Плащаниці відновити тривимірну форму людського тіла. До досліджень 1978 року відкриття Джексона було сильним аргументом проти припущення про рукотворну природу образа на Туринській Плащаниці.
Прямі наукові дослідження Туринської Плащаниці змогли дати відповідь на перші два питання: про природу зображення і про природу плям крові на ній. Однак спроби пояснити механізм виникнення образа на Плащаниці зустрілися з нездоланними труднощями. Зараз ситуація в дослідженнях Туринської Плащаниці така, що отримані результати спростовують усі пропоновані раніше гіпотези для пояснення механізму виникнення образа. Ці гіпотези можна розбити на чотири класи:
1) Плащаниця - витвір кисті художника;
2) Образ на Плащаниці - результат прямого контакту з об'єктом;
3) Образ на Плащаниці - результат дифузійних процесів;
4) Образ на Плащаниці - результат радіаційних процесів.
Як було замічено вище, існують переконливі докази того, що образ на Плащаниці не є витвір художника. Залишаються три гіпотези. Вони були піддані теоретичній і експериментальній перевірці, зокрема д-ром Джексоном. Було показано, що контактні механізми дозволяють передати тонкі деталі поверхні об'єкта, але вони не здатні створити образ, що інтенсивністю кольору передавав би відстань між тканиною й об'єктом. З іншого боку, дифузійні і радіаційні процеси, з урахуванням поглинання в середовищі, можуть створити образи, що несуть у собі інформацію про відстані що плавно змінюються між об'єктом і тканиною, але вони не володіють тим високим ступенем у передачі деталей, що ми знаходимо в зображенні на Плащаниці.
Іншою нерозв'язною проблемою, що встала перед ученими, стало датування Плащаниці за допомогою радіовуглицевого методу XIV століттям. Для пояснення результатів датування запропонували гіпотезу про зміну ізотопного складу вуглецю в тканині Плащаниці в результаті ядерних реакцій, викликаних твердим випромінюванням невідомої природи. Однак ядерні реакції починають відбуватися при настільки високих енергіях, при яких тканина Плащаниці стає зовсім прозорою, і таким випромінюванням неможливо буде пояснити виникнення зображення в тонкому поверхневому шарі товщиною порядку 10 мікронів. У зв'язку з цим було запропоноване інше пояснення: можливо, що зміна ізотопного складу вуглецю в Плащаниці виникла за рахунок хімічного приєднання більш "молодого" вуглецю з атмосфери молекулами целюлози, з якої в основному складається тканина Плащаниці. Це могло відбутися в 1532 році, коли Плащаниця сильно постраждала від пожежі в соборі французького міста Шамбері. Срібний ковчег, де вона зберігалася, розплавився, приміщення храму було сильно задимлене - і в цих умовах Плащаниця знаходилася кілька годин. Д-р Джексон зробив Лабораторії по дослідженню біополімерів у Москві (керівник - д-р Дмитро Кузнєцов) замовлення на проведення експериментальних досліджень по вивченню хімічного приєднання вуглецю з атмосфери молекулами целюлози. У 1993-1994 роках ці дослідження були проведені. Вони показали, що целюлоза в умовах пожежі 1532 року дійсно хімічно приєднує вуглець з атмосфери. Світова громадськість вийшла зі стану шоку від недавніх результатів датування Плащаниці XIV століттям. Однак незабаром досвіди показали, що величина вуглецю, що приєднується, складає всьго 10-20% від тієї кількості, що могла б змінити датування з XIV століття на I століття.
На виниклі труднощі легко було б відповісти, що зображення на Плащаниці виникло чудесним образом і тому до нього незастосовні природничонаукові методи дослідження. Так, чудо і воля Божа тут безсумнівно присутні. Але якби зображення на Плащаниці виникло просто для створення лику Ісуса Христа, то варто було б очікувати більшої подібності з кольоровим портретом, чим з монохромним негативом. Більш природно припустити, що образ на Плащаниці виник хоча і не без промислу Божого, але все-таки як наслідок іншого чуда, а саме Воскресіння Господнього. У момент Воскресіння відбулися чудесні події, що викликали за собою процеси, що далі розвивалися природним чином за законами природи. Природничонаукові методи досліджень, звичайно, не можуть пояснити чуда, але вони можуть указати на те, що причиною тієї або іншої події було чудо. І от у 1997 році в Стрітенському монастирі в Москві відкрився Православний центр досліджень Туринської Плащаниці для залучення православних учених різних спеціальностей до вивчення цього воістину дивного явища.
Якщо Туринська Плащаниця є тієї самою, котру, за свідченням євангелістів, купив Йосип з Аримафеї, і в яку він разом з Никодимом загорнув тіло розп'ятого Ісуса Христа, поклавши його у свою нову гробницю, то природно припустити, що Церква повинна була благоговійно зберігати і шанувати цю велику святиню, як наприклад, вона шанує Хрест Господній. Однак історію Туринської  Плащаниці можна простежити лише з XIV століття, коли вона таємничим образом виявилася у Франції в м. Lirey у лицаря Geoffrey de Charny. У 1353 році вона вперше була виставлена в міському храмі, що викликало різкий протест місцевого єпископа. Якщо Плащаниця була справжньою, то володіти нею пристало царській сім’ї, а не бідному, хоча і шляхетному лицарю. Справа ускладнювалася тим, що Geoffrey de Charny не міг пояснити її походження.
Через тридцять п'ять років, у 1389 році, син Geoffrey de Charny, заручившись підтримкою папи Римського, зробив другу спробу виставити Туринську Плащаницю в храмі. Цьому знову став противитись місцевий єпископ Pierre d'Arсіs, що офіційно оголосив, що Плащаниця є справу рук одного художника. Його меморандум - перший документ про Туринську Плащаницю, що є в руках істориків. Однак згодом Туринська Плащаниця починає залучати все більша увага. Спочатку вона демонструється в декількох містах півдня Франції і півночі Італії, потім попадає в Турін, де і перебуває до цього дня.
Чи правда, що історія не зберегла свідчень, хоча б непрямих, про Туринську Плащаницю до XIV століття? Чи дає нам радіовуглицевий аналіз 1988 року правильну оцінку її віку?
Якщо ми звернемося до церковного передання Православної Церкви, то знайдемо недвозначні свідчення XI-XII століть про те, що Св. Плащаниця зберігалася в Константинополі в храмі Святої Софії і що вона виставлялася для поклоніння на Страстному Тижні. І раптом вона безвісти зникає з Константинополя під час узяття міста хрестоносцями в 1204 році. Один французький лицар, що брав участь у цьому поході, записав у своїх спогадах, що він сам особисто бачив Св. Плащаницю в храмі, але подальша її доля ні йому, ні кому-небудь іншому невідома. Якщо Плащаниця, як і багато інших святинь, була захоплена хрестоносцями і повезена в Західну Європу, то чи є цьому підтвердження, і де вона могла ховатися сто п'ятдесят років?
Багато істориків не без підстави вважають, що Плащаниця весь цей час зберігалася в тамплієрів (християнський воєнізований орден, заснований у XII столітті). Доктор Ian Wilson звернув увагу на один дивний збіг. Глава ордена тамплієрів Нормандії, страчений під час гоніння на орден королем Франції Филипом у 1314 році, носив те ж саме ім'я - Geoffrey de Charny, - що і перший офіційний власник Туринської Плащаниці. Треба помітити, що в хрестовому поході 1204 року на Константинополь, брали участь лицарі з Італії, Франції і Нормандії. Про тамплієрів було відоме, що вони поклоняються якійсь таємничій голові з рудою бородою. Варто мати на увазі, що зображення на Туринській Плащаниці має колір опіку, який може залишити праска на білій скатертині - жовтувато-бурий. Під час гоніння на орден тамплієрів ця "голова" безвісти зникла.
Вже в наш час, у 1951 році, в Англії при реставрації одного будинку, про який достеменно було відомо, що він раніш належав тамплієрам, було виявлене зображення цієї таємничої голови. Під штукатуркою на стелі знайшли дошку з зображенням лику, дуже схожого на образ з Туринської Плащаниці. Ця дошка по своїх розмірах могла служити кришкою дерев'яного ковчега, у якому тамплієри зберігали Плащаницю. Можна припустити, що Geoffrey de Charny "тамплієр" був родичем Geoffrey de Charny "другому" і під час гоніння на орден він передав йому на збереження ту Св. Плащаницю, що була захоплена в Константинополю сто п'ятдесят років тому. Тоді стає зрозумілим утруднення Geoffrey de Charny "другого" пояснити таємницю придбання ним Плащаниці - пройшло усього сорок років після страти тамплієрів, і вони продовжували залишатися поза законом.
Якщо справа обстояла саме так, як припустив д-р Wilson, тоді ми не тільки маємо можливість простежити історію Плащаниці на сто п'ятдесят років далі в глиб часів, але і знаходимо відсутню ланку, що зв'язує один ланцюг оповідання про Туринську Плащаницю з переказом про Св. Плащаницю з храму Святої Софії в Константинополі. Це переносить нас у православний світ, де широко шануються ікони, і де ми розраховуємо знайти докладну історію Св. Плащаниці. Однак ми будемо здивовані майже повною відсутністю свідчень про Св. Плащаницю. Зате у Візантії добре відома і дуже шанована інша святиня - "Нерукотворний Спас" або, грецькою, Mandylion (від арабського "плат") з Едесси. У слов’янській мові за нею закріпилася назва "Убрус".
Для звільнення Mandylion з  мусульманського міста, яким стало до того часу Едесса, був початий військовий похід, що успішно завершився в 944 році, і весь Константинополь святкував внесення Нерукотворного Образа в місто. Св. Плащаниця, навпроти, з'явилася в Константинополю непомітним образом. Відомо, що Св. Плащаниця стала виставлятися в храмі на Страстному Тижні в XI-XII століттях до свого зникнення. До останнього часу вважалося, що це дві зовсім різні святині. Одна була розміром із плат, інша мала довжину покривала. На одній зображений лик, на іншій - усе тіло. На Mandylion, думали, зображений у кольорі лик живого Ісуса Христа з відкритими очима, про характер зображення якого ми можемо зараз судити по іконах "Нерукотворного Спасу". Однак, уважно вивчивши історичні свідчення про Mandylion, д-р Wilson і інші вчені прийшли до висновку, що Туринська Плащаниця і Mandylion, або Убрус, - це той самий предмет, але в різні моменти своєї історії.
Враження імператора Костянтина про Mandylion з Едесси зберіг для історії царський писар. У 944 році Костянтин, будучи ще хлопчиком, у вузькому колі, при свічах, розглядав розгорнутий Mandylion. Головною несподіванкою для нього було те, що образ виявився монохромним, а не кольоровим, як він припускав. Зображення виявилося досить нечітким, так що деякі взагалі не могли нічого побачити. Однак, відійшовши на кілька кроків від Mandylion, можна було розрізнити лик Спасителя. Архидиякон храму Святої Софії Георгій у своїх спогадах свідчить, що на Mandylion були сліди від крові і від рани в боці Спасителя. Григорій висловив припущення, що нерукотворний образ виник, буквально, "через піт смерті на обличчі Спасителя". В одному манускрипті XII століття було виявлене зображення, що ілюструє поклоніння імператора перед розгорнутим Святим Mandylion. Чудово те, що розміри цього Mandylion співвідносятся з розмірами Туринської Плащаниці: його тримають два чоловіки, щоб він не торкався землі. Історикам Візантії добре було відомо, що Mandylion з Едесси називали й іншим грецьким ім'ям - tetradiplon. Значення цього слова -"складений чотири рази" - було неясним. Якщо ж ми звернемося до Туринської Плащаниці, то стане зрозумілий зміст цієї назви. Слідами від пожежі, у якій Плащаниця сильно постраждала, можна визначити, що чотирьохметрова Плащаниця була складена чотири рази так, щоб лик виявився посередині і на поверхні складеної Плащаниці, висота якої складала в такому виді п'ятдесят сантиметрів. Саме в складеному стані, до того ж під окладом, Плащаниця зберігалася в Едессі. Тому "Нерукотворний Образ" з Едесси був відомий саме як образ одного лише лику Спасителя, і саме як нерукотворний образ лику він попадає в Константинополь. Тільки через деякий час було усвідомлено, що Mandylion є похоронне покривало Ісуса Христа. Тоді, у XI столітті, його стали виставляти для поклоніння на Страстний Тиждень. Саме тоді в Православній Церкві склався чин поклоніння Св. Плащаниці на Страстний Тиждень, чин, що зовсім відсутній у католицькій церкві, тому що до цього часу зв'язки з західним християнством були перервані.
Якщо справа обстояла так, як припускають історики Туринської Плащаниці, якщо Туринська Плащаниця і православний "Нерукотворний Образ" з Едесси - той самий предмет, то ми можемо простежити історію Плащаниці аж до 525 року, коли святий Mandylion був знайдений захованим у стінній ніші над міськими воротами в місті Едесса на півночі Месопотамії (сучасне м. Урфа, Туреччина). Ця подія радикальним образом вплинула на канон зображення Господа Ісуса Христа. Справа в тім, що до VI століття Ісуса Христа зображували круглолицім, без бороди і з коротким волоссям, на зразок імператорів або грецьких богів. Учені знаходять більш двадцяти ознак, по яких можна ототожнити образ на іконах "Нерукотворного Спасу", списаних з Mandylion, і образ на Туринській Плащаниці. Існують ознаки, по яких можна судити, що копії робилися саме з Туринської Плащаниці. Так, груба структура ниток на тканині Плащаниці в області між брів і струмок крові посередині чола привели до виникнення характерних рис, які можна знайти на іконах "Нерукотворного Спасу".
Якщо образ на Плащаниці формувався, коли вона обгортала собою тіло, то при розгортанні її в площину він повинний був злегка спотворитися, повинна була виникнути зворотня перспектива. Таку зворотну перспективу і знайшли на Туринській Плащаниці. Чи не бере свій початок зворотня перспектива, прийнята в іконописі в Православній Церкві, також від образа на Туринській Плащаниці?
Яким же образом Плащаниця або Mandylion попадає в Едессу? Про це нам оповідає легенда про царя Абгара V, правителя Едесси, сучаснику Ісуса Христа. Перша версія цієї легенди належить джерелу IV століття, тобто до часу знаходження Плащаниці в Едессі. Ця легенда оповідає про те, що цар Абгар послав свого слугу до Ісуса з проханням про зцілення. Слуга був царським секретарем і одночасно художником. Він і запам'ятав образ Спасителя на платі. Більш пізня версія цієї легенди, уже VI століття, ймовірно, після відкриття, що монохромне зображення на Mandylion не могло бути справою рук художника, говорить про те, що Сам Ісус, бачачи безуспішні спроби слуги запам'ятати Його образ, взяв у нього плат і, приклавши до Своєї обличчя, запам'ятав чудесним образом Свій лик на платі. Ще більш пізня версія цієї легенди, ймовірно, після того, як було усвідомлено, що Плащаниця зберігає на собі сліди крові, говорить про те, що Ісус приклав плат до Свого обличчя в Гефсиманії, під час духовного боріння, і на платі залишилися сліди Його кривавого поту. Ще більш пізня версія цієї легенди, уже XI століття, для пояснення того, що на Плащаниці відбите все тіло Спасителя, говорить про те, що в Гефсиманії Ісус ліг на полотнину всім тілом.
Історики вважають, що легенда про царя Абгара V містить лише непрямі свідчення про історію Mandylion, або Плащаниці, і говорить лише про те, що "Нерукотворний Образ" з'явився в Едессі при царі, що симпатизує християнству. Таким царем був Абгар VIII, що правив Едессою у III столітті, і котрий зробив її першим християнським містом. Видимо тоді, у III столітті, Плащаниця з Палестини попадає в Едессу. Однак син Абгара VIII звернувся до язицтва, наслідком чого і стало поховання Плащаниці, що була знайдена через двісті п'ятдесят років у 525 році.
Про те, що Плащаниця існувала і раніш, що вона не загинула при Понтієві Пілаті, ми дізнаємося з апокрифів другого століття - "Євангеліє від Євреїв" і "Таємниці діянь Спасителя", а також з оповідання четвертого століття про святу рівноапостольну Ніну, просвітительку Грузії. Таким чином, історію Плащаниці, хоча і пунктирно, удається відновити аж до днів Ісуса Христа.