В процессе радиоуглеродного анализа ткани, проведенного в Оксфорде в 1988 году, на Плащанице были обнаружены волокна хлопка. В заключении директора лаборатории текстильных экспериментов в Эмбер-гейте (Великобритания) Питера X. Смита говорится, что «на ткани присутствуют хлопковые волокна темно-желтого цвета, очевидно египетского происхождения, причем очень древние. К сожалению, невозможно сказать, как именно они оказались на Плащанице». Доктор Раес, исследуя ткань под микроскопом в поляризованном свете, идентифицировал эти хлопковые волокна как
Доктор Раес заявляет, что данные находки говорят в пользу ближневосточного происхождения ткани, поскольку европейцы не знали хлопка вплоть до IX века, когда мавры начали выращивать его в Испании. Первое хлопчатобумажное полотно было соткано в Венеции и Милане в XIV веке н. э., а в Англии подобной ткани не видели вплоть до XV века. В древности хлопок возделывали в Индии и Китае, индусы умели изготавливать хлопчатобумажную ткань еще за несколько веков до начала христианской эры. В первые века нашей эры хлопок был широко распространен в Месопотамии и Египте. Уилсон указывает, что хлопчатник проник на Ближний Восток из Индии во времена правления царя Сеннахирима, то есть в VII веке до н. э.
В годы земной жизни Иисуса Христа хлопок уже получил свое распространение в окрестностях Иудеи, таким образом это не противоречит подлинности Плащаницы. Доктор Раес сделал вывод, что льняное полотнище могло быть соткано в I веке н. э., но с уверенностью сказать этого не смог. Покойный Джон Трайер, специалист по технологии текстильного производства, двадцать пять лет проработавший в Манчестерском текстильном институте (Англия), отмечал, что до нас дошло немало образцов ближневосточных тканей, подобных Плащанице, которые восходят к 3600 году до н. э., в то время как средневековых тканей этого типа сохранилось относительно немного. Он пишет: «Логично было бы сделать вывод, что льняное полотно из пряжи Z-образного сечения с диагональным типом плетения, при котором одна поперечная нить чередуется с тремя продольными, подобное ткани Плащаницы, могло быть соткано в I веке в Сирии или Иудее» [72, с. 68, 69]. В Мишне очень четко сказано, что можно добавлять хлопок к льняной пряже без страха нарушить запрет «не смешивать разнородное», но не дозволялось вкрапление даже небольшого количества шерсти. Таким образцом, Плащаница — самый подходящий погребальный саван для иудея, жившего в I веке н. э. Закон предписывал: «В одежду из разнородных нитей, из шерсти и льна, не одевайся» (Левит 19,19). Таков был запрет на смешение волокон растительного (льна) и животного (шерсть) происхождения.
В 1978 году группа ученых, состоящая более чем из сорока специалистов, среди которых были христиане, иудеи и агностики, известная как Исследовательский проект по изучению Туринской Плащаницы (СТУРП), провела тщательное исследование Плащаницы с помощью самого современного оборудования. Ученые определили, что изображение появилось в результате того, что некий феномен (пока не известный) или событие вызвали быструю деградацию (старение) целлюлозы вследствие ускоренного обезвоживания и окисления молекул целлюлозы в самых верхних слоях волокон Плащаницы, вызвавшую, таким образом, появление желтовато-коричневых или соломенно-желтых пятен, напоминающих следы огня. Но что бы ни было причиной этой стремительной деградации, она затронула только верхние слои ткани. Как мы уже говорили, изображение — это поверхностное явление. И большинство ученых сравнивают изображение на Плащанице с опалинами, которые получаются, если оставить утюг на льняном носовом платке на слишком долгое время.