关于雅鲁藏布大峡谷的很多现象都是谜题，科学家们一直为此在努力。
悬疑一：彩虹瀑布的神秘变迁雅鲁藏布大峡谷内是否有瀑布曾经是一个引起很长时间争论的话题。
上个世纪20年代初，英国探险者沃德曾经短暂进入过大峡谷，据他描述，他发现了大峡谷内有一条十分壮观的瀑布。因为发现瀑布的时候周围有一道彩虹，所以他将此瀑布定名为“彩虹瀑布”。10年后，美国人贝利再次证实了这条瀑布的存在。然而，自此之后将近70年的时间里人们再也没有找到过它。1998年，中国科考探险队在峡谷内找到了一面干枯的绝壁，这很可能就是传说中的“彩虹瀑布”。1950年墨脱曾经发生过一次里氏8.5级的大地震，“彩虹瀑布”也许就是在这次地震中消失的。是剧烈的地壳运动“抹平”了瀑布的落差？还是山体滑坡阻塞了上游的来水？或者干脆就是前人的记述有误，“彩虹瀑布”依然存在，依然隐藏在大峡谷内不为人知的角落里呢？这一切都有待进一步的证实。
悬疑二：红豆杉之外的惊喜1998年科考探险活动的另一项重大发现就是在大峡谷内发现了大面积濒危珍稀植物红豆杉。野生天然红豆杉林在世界上分布不多，以前在中国也只有在云南、四川等少数区域内有所发现。而像大峡谷地区这样大面积保存完好的天然红豆杉林已不多见。
科考还发现了有“活化石”之称的缺翅目昆虫。这种古老的昆虫原本生活在非洲等地，后随地球板块漂移来到了雅鲁藏布大峡谷。上亿年的沧海桑田使世界上其他地方的缺翅目昆虫相继灭绝，只有在大峡谷这种保持极其完好的生态环境下才得以延续。发现缺翅目昆虫对研究生物地理格局的分布和变迁具有重要的意义。
悬疑三：“野人”和杀人树在雅鲁藏布大峡谷以及周边地区，自古流传着关于“野人”的传说，从海拔6000米左右的雪山到谷底茂密的原始森林都曾发现过“野人”的踪迹。据当地人描述，这种神秘生物身高可达2米，遍体红色或棕黑色长毛，眼部凹陷，嘴巴突出，会直立行走并能发出简单的音节。这些传说有些是当地人的亲身经历，也有一些是经过千百年流传下来的。所有的这些传说都为大峡谷涂上了一层神秘的色彩。
还有关于“杀人树”的传闻。据说在大峡谷内的原始森林里生长着一种奇特的植物，它拥有很长的缠绕能力极强的枝蔓，可以在动物接近时迅速将其紧紧缠住，并通过枝蔓上的触须分泌麻醉物质使动物逐渐丧失知觉，最终动物的血肉就化成了供“杀人树”生长的养分。截至目前，关于这两种神秘生物是否真的存在仍有很大争议。
悬疑四：峡谷居民的生存神话大峡谷是门巴族人的家，关于他们的来历，有人说来自峡谷外的波密地区，更古老的说法是他们的历史可以追溯到人类穴居时代。这也证明了门巴族人自古以来就植根于这片土地，具有极其强大的生存能力。大峡谷地处高原，空气稀薄、气候寒冷，一年中有近半年的时间大雪封山，交通不便，几乎与世隔绝，2009年前墨脱还是全国惟一未通公路的县。没有先进的耕作技术，当地人千百年来一直以渔猎为主要谋生手段，技术条件制约了当地丰富自然资源的开发，可利用的物产条件也相对匮乏，大峡谷内还有迷雾瘴气、毒蛇猛兽，雪崩、泥石流更是时有发生……是什么支撑着这个神秘的高原民族在这样恶劣的环境中屹立千年不倒呢？ 这些悬疑都等待着后人的探索和破解。
