三星堆遺址及其出土文物的許多重大學術問題，至今仍是難以破譯的千古之謎。雖然專家學者對其中“七大千古之謎”爭論不休，但終因無確鑿證據而成爲懸案。
三星堆文物
第一謎，三星堆文化來自何方?目前有其來源與岷江上游新石器文化有關、與川東鄂西史前文化有關、與山東龍山文化有關等看法，即人們認爲三星堆文化是土著文化與外來文化彼此融合的產物，是多種文化交互影響的結果。但究竟來自何方?
第二謎，三星堆遺址居民的族屬爲何?目前有氐羌說、濮人說、巴人說、東夷說、越人說等不同看法。多數學者認爲岷江上游石棺葬文化與三星堆關係密切，其主體居民可能是來自川西北及岷江上游的氐羌系。
第三謎，三星堆古蜀國的政權性質及宗教形態如何?三星堆古蜀國是一個附屬於中原王朝的部落軍事聯盟，還是一個相對獨立的已建立起統一王朝的早期國家?其宗教形態是自然崇拜、祖先崇拜還是神靈崇拜?或是兼而有之?
三星堆文物
第四謎，三星堆青銅器羣高超的青銅器冶煉技術及青銅文化是如何產生的?是蜀地獨自產生髮展起來的，還是受中原文化、荊楚文化或西亞、東南亞等外來文化影響的產物?
第五謎，三星堆古蜀國何以產生、持續多久，又何以突然消亡?
第六謎，出土上千件文物的兩個坑屬何年代及什麼性質?年代爭論有商代說、商末周初說、西周說、春秋戰國說等，性質有祭祀坑、墓葬陪葬坑、器物坑等不同看法。
第七謎，晚期蜀文化的重大之謎“巴蜀圖語”。三星堆出土的金杖等器物上的符號是文字?是族徽?是圖畫?還是某種宗教符號?可以說，如果解開“巴蜀圖語”之謎，將極大促進三星堆之謎的破解。
