האתגרים בפענוח פשע כוללים פיצוח רמזים בזירת העבירה, איתור וליקוט ממצאים, פיענוחם וקשירתם למבצע העבירה.
לצורך הרשעה יידרש בית המשפט להיווכח כי כך נעשה, וכי הממצאים אכן מלמדים כי הם קושרים בין הנאשם לביצוע העבירה – מעבר לספק סביר.
לצורך כך יש להוכיח מספר נתונים:
לדוגמא: אם נמצאה טביעת אצבע של אדם בזירת פשע יש להוכיח בין השאר כי החפץ עליו נמצאה טביעת האצבע קשור לביצוע העבירה, כי אין אפשרות שטביעת האצבע הגיעה אל אותו החפץ בדרך שאין לה קשר לביצוע העבירה ושטביעת האצבע שייכת לנאשם.
הואיל והשופטים אינם מוכשרים או מיומנים לזהות טביעות אצבע (או ראיות קושרות אחרות), ולקשרם לנאשם שבפניהם - אין להם אלא להסתמך על עדויות מומחים (מז"פ ואחרים) בתחומים רבים ומגוונים.
השאלה מיהו עד מומחה, מהן אמות המידה הקובעות את מומחיותו ומהם התחומים בהם אפשר להסתמך כלל על עדויות מומחה כדי להרשיע אדם, אינה פשוטה.
בתחומים רבים אין תמימות דעים בין המומחים, ובמקרים רבים מדובר בתחומי "מדע" שלא נחקרו במוסדות או מכונים אקדמיים אלא צמחו בשוטח ופותחו ושוכללו על ידי שוטרים או טכנאי מז"פ, שלמדו באופן עצמאי ופיתחו שיטות הנראות להם על פי מיטב הבנתם וניסיונם, בלא פיקוח אנשי אקדמיה וכללי מחקר ברורים.
פעמים רבות מתפאר המומחה בפני בית המשפט בניסיונו רב השנים, אך מי לידנו יתקע כי ניסיון זה קידם את הבנתו המדעית כלל. יתכן ובסיס מומחיותו לא היה ראוי, ומאז רק קיבע את דפוסי ההתנהלות השגויים שפיתח או אימץ.
במקרים רבים מעידים שני מומחים (או יותר) משני צדי המתרס, לא פעם דבר והיפוכו. בית המשפט יידרש להכריע מי מהם צודק. לא ברור על פי אילו פרמטרים יכריע בית המשפט הנעדר הכשרה בתחום. לפעמים יוכרע העניין על פי הרושם אותו יותיר המומחה על בית המשפט – לא על פי מומחיותו העניינית והמדעית אלא על פי הופעתו המשכנעת, המרשימה והכריזמטית בפני השופטים.
לא תמיד ברור מי קובע אילו תחומי "מדע" אמינים ומבוססים דיים כדי להרשיע אדם בגינם "מעבר לספק סביר" ומהם הפרמטרים הנדרשים.
קיימים תחומים בהם קיימת אחידות דעים באשר לאמינותם או חוסר אמינותם, ברם, חשוב להבין כי קיימים תחומי ביניים לגביהם חלוקות הדעות.
כפי שהובהר בסוגיית "חוסר המודעות לתופעת הרשעות השווא" - בה בשעה שבמרבית תחומי המדע, הרפואה וההנדסה מתריעה המערכת על כשליה בקול רעש גדול - הרשעות השווא נמוגות ומתאיידות בקול דממה דקה.
כשל בשיטה הנדסית יוביל לקריסת מבנים, כשל בהליך רפואי יוביל לחולי או תמותה, כשל בפיתוח תרופה ייתן אותותיו בחולים ויוביל להחמרה במצבם – התקלה תזכה לתשומת לב ותיבחן, התקלה תטופל ותתוקן או שהפיתוח/שיטה ייגנזו.
לא כך הם פני הדברים במקרה של הרשעת שווא בגין שגיאת מומחה פלילי או ביסוס הרשעה על מסקנות שיטה "מדעית" בלתי מבוססת. שום אות התראה או צלצול אזעקה לא יסב תשומת ליבו של איש כי ארעה תקלה וכי האיש הכלוא מאחורי סורג ובריח הורשע שלא כדין. המומחה והשיטה רק יעצימו את תהילתם ויחזקו את מעמדם המקצועי נוכח ההרשעה הנוספת שביססו.
על מנת שתקלה תטופל ותתוקן, יש צורך, בראש ובראשונה, להיות מודעים לקיומה.
יצוין כי - לא מעט משפטנים וסנגורים סבורים כי נטיית בתי המשפט לייחס אמון רב יותר לעדים מומחים מטעם המאשימה. מומחים אלה, שברובם הינם עובדי מדינה (שוטרים, טכנאי מז"פ, עובדי המכון הפתולוגי וכיו"ב) נתפסים משום מה בעיני השופטים כמקצועיים וממלכתיים יותר, תוך שמייחסים להם אובייקטיביות וחוסר משוא פנים