Das Museum - in der via S. Domenico 28 und in der Krypta der Kirche SS. Sudario in Turin - bietet umfassende Informationen über die Grabtuchforschung vom sechzehnten Jahrhundert bis zur Gegenwart.
Seit 1898 haben viele Forscher aus unterschiedlichen Disziplinen versucht, das Grabtuch zu „lesen“, um seine Mysterien zu enthüllen: Die wissenschaftlichen Untersuchungen gipfeln im erstaunlichen dreidimensionalen Bild des Gesichtes des Mannes auf dem Grabtuch (Uomo della Sindone), das 1978 vom Team unter der Leitung von Giovanni Tamburelli ausgearbeitet wurde.
Breiter Raum ist weiteren Studien gewidmet: zum Stoff, zu den Mikrospuren, zu den gerichtsmedizinischen Untersuchungen, zu den Abdrücken der Münzen auf dem Grabtuch, zur ikonographischen Analyse.