據瞭解，目前龜山漢墓主要有四大謎團尚未解開：
第一、漢墓的兩條甬道長56米，沿中線開鑿，最大偏差僅為5毫米，精度達1/10000，兩條甬道相距19米，夾角為20秒，誤差為1/16000，且墓道兩壁都磨平如鏡。按當時的技術水準，如何能修建這樣的墓道？
第二、龜山漢墓為典型的崖洞墓，其15間墓室和兩條墓道總面積達700多平方米，容積達2600多立方米，幾乎掏空了整個山體。當時是如何掌握山體的石質和結構，使施工得以順利進行？
第三、劉夫人墓室的前廳和棺室及石柱上分別留有乳頭狀石包，分佈走向呈不規則排列，絕非工藝點綴，它到底是什麼意思？有人認為它象徵著照明的燈盞，還有人認為是象徵著楚襄王劉注上應天星，但細考之，都不能自圓其說。
第四、楚王棺室北面牆上清楚地顯示著一位元真人大小的影子，它身著漢服，峨冠博帶，作拱手迎賓狀，被稱為“楚王迎賓”。這一形象是在墓室正式開放後逐漸形成的。有人認為它是長期滲水所致，但影子外卻沒有任何滲水痕跡；有人認為是由於岩石石質不同而形成，但它為什麼偏偏出現在楚王棺室呢？這也成為龜山漢墓的最大一謎。
