Oltre alle fibre di cotone il telo di Torino contiene pure una gran quantità di materiali diversi, tracce di oggetti con cui entrò in contatto nel corso della sua lunga storia: pollini di varie specie vegetali, come già detto, spore di funghi, resti di corpi d’insetti rimasti impigliati nella trama durante l’esposizione all’aperto, cera, frammenti di aloe e mirra, particelle di materie coloranti, fibre di seta rossa e blu proveniente da drappi preziosi che furono usati in passato per avvolgerla, tracce d’inchiostro, di polveri, persino cellule di pelle umana, la pelle strappata via all’uomo crocifisso durante le torture che precedettero la morte. Le tracce di pigmenti trovate sono di ocra, rosso veneziano, vermiglione insieme a proteine un tempo usate come leganti per stemperare e fissare le polveri dei colori; sono presenti sul telo in una quantità minima, dovuta forse al fatto che in passato le copie della sindone dipinte a colori erano appoggiate sull’originale per consacrarle attraverso il contatto. Nel 1973 uno studio condotto dal criminologo Max Frei con le tecniche in uso presso la squadra scientifica della Polizia svizzera identificò tracce di pollini appartenuti a 58 specie vegetali diverse originarie del Medio Oriente, di cui alcune diffuse a Cipro, nei dintorni del Mar Morto e a Gerusalemme. Il lavoro di Frei fu completato da altri studiosi come Silvano Scannerini, Paul Maloney, Aharon Horowitz, Avinoam Danin e Giulio Fanti, giungendo a una conclusione: il telo è stato esposto a venti che portavano pollini di piante esistenti solo in Medio Oriente, con una maggior probabilità concentrate in un’area che si aggira intorno alla zona di Gerusalemme (per un raggio di 20 miglia). Alcuni di questi sono pollini fossili, ovvero di specie che non esistono più dall’epoca antica. Lo spettro pollinico (cioè l’insieme delle varietà vegetali attestate) coincide con quello dell’ambiente israeliano ma non con quello del Nord Africa; infine, grazie ai pollini si prova che la sindone venne trasportata dalla Palestina attraverso il Negev fino alle alte terre del Libano.