El manto lleva la imagen detallada del frente y la espalda de un hombre que fue crucificado de manera idéntica a Jesús de Nazaret según describen las Escrituras. Con el fin de determinar el modo cómo la imagen se imprimió en la sábana, más de 1000 investigaciones científicas de las más diversas especialidades han sido realizadas y se le han tomado 32,000 fotografías. Estas investigaciones han hecho de la Sábana Santa la reliquia más estudiada de la historia.

La primera fotografía jamás tomada de la Sábana Santa dio paso a las complejas investigaciones científicas de la era moderna. En 1898, la Casa real de Savoya, entonces propietaria de la reliquia quiso darle solemnidad religiosa a la futura boda entre Vittorio Emanuele (III) y la princesa montenegrina Elena Petrovich-Niegos, que coincidía además con diversos aniversarios de la Iglesia en Turín.

Así, la Síndone estuvo expuesta desde el 25 de Mayo hasta el 2 de Junio; una exposición que pasó a la historia porque en ella se tomó la primera fotografía de la reliquia. El afortunado fotógrafo, el prestigioso abogado Secondo Pia, tomó las fotografías en condiciones casi imposibles, en una gesta que él mismo, en un artículo escrito a principios del presente siglo en francés.

"En Mayo de 1898, acercándose la fecha de la solemne exhibición de la Santa Sábana, se me solicitó fotografiar la reliquia. Yo me ofrecía a realizar el trabajo, a cuenta mía y con la renuncia a cualquier posible derecho. Esta propuesta, con el importante apoyo del Barón Antonio Manno, que me honra con su amistad, fue cálidamente aceptada por el Soberano, Su Majestad Umberto, quien tuvo la fineza de concederme un exclusivo permiso".

"Mi preocupación era intensa y profunda, especialmente porque tenía que fotografiar un objeto que nunca antes había visto. Según quienes le habían visto en anteriores exposiciones, la Santa Sábana presentaba apenas unas débiles imágenes. Más temores me producían los problemas de la iluminación y las condiciones en las que debería operar" sostuvo.

Los temores de Secondo Pia eran justificados: el primer día dos lámparas eléctricas de desigual intensidad –las primeras que se utilizaban en un evento como éste- le hicieron imposible lograr una impresión en la primera sesión. Al día siguiente, la tarea fue igualmente imposible: a las luces desiguales se sumaba la colocación de un vidrio que se había puesto para impedir el maltrato de la reliquia.

Pero el abogado siguió intentando desde el estrado especial que había solicitado levantar, siempre detrás de su cámara de 50 x 60 centímetros. Finalmente, pese a las dificultades y a la distancia –8 metros del altar- el abogado fue capaz de realizar sus fotografías.

"Encerrado en el cuarto oscuro, concentrado sobre mi trabajo, sentí una gran emoción cuando, durante el revelado, vi aparecer primero el Santo Rostro en la placa con tal resolución que me sorprendí y alegré pues desde ese momento pude estar seguro del buen resultado de mi obra de arte".

El primer descubrimiento del abogado turinés fue que la imagen en realidad era el "negativo" de la impresión de un hombre difunto: En efecto, si la imagen aparecía como un "perfecto positivo" el objeto no podía ser otra cosa que un "perfecto negativo". Las placas originales, los escritos, las múltiples copias, ampliaciones y estudios del abogado fueron donados en 1961 por su hijo Giuseppe a los investigadores, concediendo así el primer material serio de estudio científico sobre la foto, hasta los exámenes realizados en 1977.