Badania obrazu w podczerwieni dr Philipa Callahana G. Gordon Henderson, SJ w tekście The Apparition of Our Lady of Guadalupe: The Image, The Origin of the Pilgrimage przywołuje następujące wnioski wyciągnięte przez dr Philipa Callahana w książce The tilma under infra-red radiation:(...) powstałej w wyniku badań obrazu w podczerwieni:
Jeśli chodzi o oryginalną postać na obrazie, to w ramach jego badań w podczerwieni nie ma sposobu na wyjaśnienie ani rodzaju użytych pigmentów, ani utrzymania się jasności kolorów, ani niepęknięcia i niewyblaknięcia włókien agawy W pewnym czasie po powstaniu oryginalnego obrazu został dodany księżyc i frędzle przez ludzką rękę prawdopodobnie z przyczyn symbolicznych, ponieważ księżyc był ważny dla hiszpańskich Maurów i azteckiej mitologii Później, prawdopodobnie w XVII wieku do obrazu zostały dodane ludzką ręką złote i czarne ozdoby, anioł, aztecki szlafrok, rozbłysk słońca, gwiazdy i tło przekazując hiszpańsko-gotyckie motywy do obrazu. Najprawdopodobniej płótno zostało zamontowane wtedy na solidnym podłożu. Mało prawdopodobne, aby Juan Diego mógł wnieść usztywniony obraz na tkaninie do pałacu biskupa. Dlatego oryginałem musiała być prosta postać na tkaninie. W czasie wielkiej powodzi w 1629 obraz został zabrany kajakiem do katedry w Meksyku.