Dù cho đã được nghiên cứu nhiều, Tinh vân Mắt Mèo vẫn có nhiều điều bí hiểm. Các vòng đồng tâm có vẻ như được phóng ra ở các khoảng cách thời gian là vài trăm năm, đây là hiện tượng khó giải thích với mô hình hiện nay về tiến hóa của sao. Sự dao động nhiệt, được cho là khởi đầu quá trình tạo ra tinh vân, có chu kỳ cỡ mười nghìn năm, trong khi các dao động bề mặt được cho là diễn ra theo chu kỳ vài năm đến vài thập kỷ. Chưa có cơ chế nào được biết có khả năng giải thích các vòng đồng tâm của Tinh vân Mắt Mèo.

Phổ của tinh vân chứa các vạch phổ phát xạ chồng lên nền bức xạ liên tục. Các vạch phổ phát xạ có thể được tạo ra do kích thích va chạm giữa các ion trong tinh vân, hay bởi sự tái hấp thụ electron vào với ion. Các vạch phổ do kích thích va chạm thường sáng hơn nhiều các vạch do tái hập thụ electron, và thường được dùng để xác định nồng độ các chất hóa học trong tinh vân. Tuy nhiên, các nghiên cứu gần đây tìm nồng độ các chất hóa học từ các vạch phổ tái hấp thụ của NGC 6543 cho kết quả cao gấp khoảng ba lần kết quả truyền thống, thu từ vạch phổ do kích thích va chạm[4]. Chưa có kết luận dứt khoát về nguyên nhân của sai khác này. Cách giải thích hiện có bao gồm: sự có mặt của một bộ phận vật chất giàu nguyên tố nặng, hay sự dao động mạnh về nhiệt độ giữa các phần của tinh vân.