研究秦史的专家、爱好者对于兵马俑的争议还一直在持续，出土文物也给世人留下了许多未解之谜。
一、这些陶人陶马在暗无天日的地下掩埋了20多个世纪，出土后，仍然保持了色泽纯、密度大、硬度高特点，以手敲击，金声玉韵，真是达到了“炉火纯青”的境界。当代的制陶工艺大师经过十多年的努力，至今仅能仿造一些简单的陶人。他们想要复制陶马，反复试验竟无一成功。秦代这种杰出的泥塑工艺和制陶工艺，使后人佩服得五体投地。但它的技术、配方失传，成了谜。
二、发掘兵马俑时，考古工作者发现，一、二号俑坑的木结构几乎全部被烧成炭迹或灰烬。俑坑经火焚后全部塌陷。陶俑和陶马被砸，有的东倒西歪，有的身首异处，有的头破腹裂，有的臂断腿折，有的断成数段，有的成为碎片，完整的很少。俑坑的火是谁放的呢？
推测有三：一是秦人自己点的火，以烧毁祭墓物品及墓周的某些建筑，使死者灵魂将此带去阴间享用，即所谓“燎祭”。但是，如果真的是出于古代的丧葬制度和民间风俗习惯而焚毁掉，为什么只烧一、二号坑而不烧三号坑呢？二是被项羽率领的军队焚毁的。据《汉锄》、《史记》、《水经注》等史籍记载，烧秦宫室，火三月不灭。但上述史书中并没有一个字明确记述项羽军队焚毁秦兵马俑之事，甚至连秦兵马俑的字样都没提到。三是因为坑内的陪葬物等有机物腐败产生沼气，自燃而造成的。但是，同样的俑坑，同样的环境条件为什么只烧了一、二号坑而三号坑却没有起火呢？
三、从二号坑出土的青铜剑，长86厘米剑身上有8个棱面，极为对称均衡。它们历经2,000年，从地下出土，却无蚀无锈，光洁如新。用现代科学方法检测分析，这些青铜剑表面竟涂有一层厚约10微米的氧化膜，其中含铬2%。这一发现立即震动了世界，因为这种铭盐氧化处理是近代才掌握的先进工艺。据说德国在1937年，美国在1950年才先后发明并申请专利，而且只有在一套比较复杂的设备和工艺流程下才得以实现。秦人的铸造水平之高，真是不可思议。
尤为值得称道的是，这些青铜剑的韧性异常惊人。有一口剑，被一具150公斤重的陶俑压弯了，弯曲度超过45度。当陶俑被移开的一瞬间，奇迹发生了，青铜剑反弹平直，自然还原。这精湛的铸剑技艺，令人膛目结舌，却不知为何。
四、这些陶俑无论是步兵、弩兵、骑兵、车兵，都属武士俑，并不见统帅俑。有人认为，可能是按秦制，每次出征前由秦王指令，一名将帅任统帅。还有人认为，也可能是因为秦始皇是秦军最高统帅，为维护皇帝的绝对权威和神圣尊严，不能把秦始皇的形象塑在兵马俑坑之中。这两种说法，都是猜测。
