- L'aventure hérite des murs peints en noir ayant servi auparavant pour l'épreuve de Topkapi (1991-1993) puis l'épreuve des Revenants (1994), qui ont occupé cette cellule auparavant. Une caractéristique qui est visible entre temps pour l'épreuve de la Femme sans tête (1995), et qui est toujours présente de nos jours. Les murs de la cellule de la Tête chercheuse sont rarement visibles en totalité (uniquement quelques fois lors des premières saisons), la présence de ces murs noirs est intégré à l'ambiance mystérieuse de l'aventure. D'ailleurs, des éléments de décors blanc et vert avec des cadrans d'appareils (comme au départ de l'aventure) sont accrochés sur les murs noirs de la cellule. Même s'ils sont toujours présents de nos jours (et intacts depuis la première saison), nous les voyons quasiment plus à l'écran.
- Le fonctionnement de cette aventure fut longtemps un mystère, mais en réalité la conception est assez simple. Dans la cellule, le plan de travail est à environ 1,50 mètres du sol pour permettre aux cadreurs de filmer à hauteur. En dessous, se trouve un siège lui-même sur un rail. De chaque côté du siège, tout au long du parcours, il y a deux barres fixes à mi-hauteur. Ainsi, tout en étant assis sur son siège guidé par le rail, le candidat avance à son rythme en s'agrippant aux deux barres avec ses bras. Il n'est pas possible de faire machine arrière.
Le véritable sol de la cellule est recouvert d'un plancher avec de la moquette, pour que les cadreurs puissent se déplacer rapidement autour des installations de l'aventure, sans faire de bruit. Le parcours de l'aventure forme un "U", les cadreurs disposent aussi d'une zone centrale pour filmer le parcours en surplomb. Les coulisses de cette cellule ont été vues lors du pré-générique de l'émission du 16 août 1997.
- La mise en scène du départ de l'aventure est identique depuis toujours avec le retrait d'un masque opaque sur les yeux du candidat et avec l'extinction de la lumière en abaissant une manette. De 1996 à 2009, c'est l'animateur qui s'en charge (sauf en 2002, où le candidat débute l'aventure automatiquement au signal de la Machine infernale, il n'y a pas de masque, ni d'extinction de lumière). En 2010, personne n'est à côté du candidat, le jeu démarre au retournement de la clepsydre à l'extérieur de la cellule, il n'y a pas de masque, ni d'extinction de lumière. Depuis 2011, c'est Passe-Muraille qui gère le retrait du masque et la manette de la lumière.
- Durant l'aventure, l'équipe attend devant la porte latérale entre la cellule 103 (Tête chercheuse) et la cellule 104 (Escalier Grand Nord) où se trouve l'ardoise. La porte officielle de la cellule contenant la Tête chercheuse est située sur la passerelle en bois du premier étage (avec une casquette), mais elle n'est plus utilisée pour le jeu depuis 1996. Toutefois, en 2012, elle a été peinte de couleur verte pour avoir un décor comme les autres portes du Fort. En 2020, cette même porte est repeinte en bleu tout en gardant le même style. Elle ne sert toujours pas dans le jeu, mais elle est un peu visible, notamment quand les candidats accèdent à l'épreuve de la Cage, à l'étage au-dessus.
- De 1996 à 2012, le décor de l'épreuve n'a quasiment pas évolué, il reste chaque année dans le même style d'un laboratoire sombre et désaffecté, avec sa faïence blanche et ses boîtes vertes. La plupart des accessoires (dont l'alambic transparent visible dans le décor) proviennent de l'ancienne épreuve de l'Alchimiste (1990-1995). Quelques objets changent de place selon les saisons, ainsi que l'éclairage général de la cellule.
- De 1996 à 2000, la tête de Jaba est visible à la sortie de la 3e boîte afin de faire peur aux candidats.
- En 2001, le principe du dévoilement du mot de la 5e boîte change. Auparavant, le candidat devait simplement souffler sur une balle de tennis de table posée sur le plan de travail. Désormais, la balle est maintenue au sommet d'un support métallique, duquel une paille descend. Le candidat doit souffler dans la paille pour faire tourner la balle en hauteur, jusqu'à ce qu'il puisse le mot ou le code. Si le souffle du candidat est trop fort, il arrive que la balle chute du support, ce qui complique la tâche.
- En 2002, cette aventure fait partie des 12 jeux réservés pour le relais de la Machine infernale. Le déroulement des aventures de cette séquence est légèrement modifié. Pour les aventures en position 1 et 2 de chaque relais, le candidat doit récupérer un code à inscrire sur un digicode en 3 minutes maximum, afin de passer à l'aventure suivante. Pour l'aventure en 3ème et dernière position du relais, le candidat doit récupérer la carte perforée en 3 minutes et 30 secondes maximum, permettant de stopper la Machine infernale.
Pour adapter la Tête chercheuse à cette nouvelle règle, le déroulement change (voir plus haut), et un trou est percé à la fin du parcours sur le plan de travail, afin que le candidat passe sa main et puisse saisir le code sur le digicode.
- En 2010, le principe et le déroulement de la Tête chercheuse ne change pas, mais l'aventure devient une épreuve avec une clepsydre bleue. En plus, à l'entrée de la 5ème boîte se trouve un repère rouge (voir photo ci-dessus) qui est un point de non-retour. Avant de passer ce repère, le candidat et l'équipe peuvent choisir d'abandonner à tout moment et sans conséquence. Après ce repère, il sera impossible d'arrêter et il faudra terminer et gagner forcément l'indice pour que le candidat soit libre. En cas d'échec, le candidat sera prisonnier.
Pour l'anecdote, ce repère rouge est toujours présent actuellement sur la 5e boîte, malgré qu'il soit inutile depuis 2011 !
- En 2011, la porte est peinte simplement en blanc.
- En 2012, la porte reste blanche, mais elle reçoit quelques accessoires supplémentaires. En clin d’œil à l'ancien personnage Jaba, la tête de Passe-Muraille est visible dans la cellule, uniquement lors de l'émission spéciale Halloween du 31 octobre 2012.
- En 2013, le décor du plan de travail est modifié. Des accessoires de chimie abandonnés sont présents en grand nombre et des lumières sont ajoutés. La porte est totalement repeinte en vert / beige, et des pictogrammes de zone nucléaire contaminée sont visibles. Un plateau rouge et blanc est ajouté sur le sol devant la porte, avec deux symboles : un panneau d'interdiction de porter des chausses de villes, et un panneau montrant le port des bottes obligatoire.
- En 2014, le décor de l'aventure est totalement revu. Il représente toujours un laboratoire de chimie, mais avec des appareils électroniques plus modernes (en remplacement des accessoires de chimie) et avec des teintes plus colorés. La faïence est peinte en gris et les structures des boîtes transparentes passent au rouge. Chaque boîte porte un numéro gris et jaune visible sur le mur (de "zone 5" à "zone 1"). Au départ de l'aventure, le boîtier de l'interrupteur est repeint en vert. L'ambiance d'une zone nucléaire contaminée est renforcée par la présence de panneaux et pictogrammes. Toutefois, la porte, le contenu des boîtes et la façon de dévoiler les nombres ne changent pas.
- En 2015, dans la 2ème boîte avec les pigeons, le tas de farine à souffler est recouvert d'une petite grille afin que les pigeons ne démolissent pas ce tas. Désormais, le candidat porte des lunettes de protection durant l'aventure.
- En 2017, le contenu des boîtes ne change pas réellement, même si la quatrième comporte des rats nus au lieu des rats. Le principal changement est dans la 3ème boîte qui possède un effet de surprise supplémentaire. Lorsque le candidat tire sur la ficelle avec sa bouche, les asticots tombent et un liquide rouge lui asperge le visage.
- En 2018, des crapauds sont à nouveau présents dans la première boîte, en plus des iguanes. L'effet de liquide rouge de la 3ème boîte n'est plus présent.
- En 2019, des "cheminées" transparentes sont ajoutées sur les boîtes 1 et 5 pour faire tomber des insectes supplémentaires. La 1ère boîte contient désormais des grenouilles, mais désormais le candidat reçoit une pluie de criquets et de blattes sur la tête. Dans la 2ème boîte, qui est entièrement refaite à neuf avec une forme plus rectangulaire et plus haute (pour mettre deux niveaux d'oiseaux), il y a toujours des pigeons, mais un tuyau est ajouté avec du liquide pour faire croire qu'un pigeon se soulage sur le candidat. Dans la 3ème boîte, pas de changements, des asticots et un liquide (transparent ou rouge) asperge le visage du candidat. Dans la 4ème boîte avec les rats nus, des bouts de tissus sont ajoutés. Dans la 5ème boîte, le candidat doit désormais tirer sur une boule rouge avec la bouche, pour lever un cache qui masque le code. Occasionnellement, Passe-Muraille fait peur aux candidats après la troisième boîte.
- En 2020, l'aventure en elle-même ne change pas vraiment, à l'exception de l'ajout d'une pierre verticale dans la 1ère boîte du parcours, afin de cacher un peu plus la fiole contenant le papier et le nombre. Pour respecter les mesures sanitaires du Covid-19, l'équipe reste sur le proscenium au rez-de-cour du Fort. Selon les émissions, l'ardoise est exceptionnellement déplacée à droite de la grille de la Salle du Trésor, où parfois un candidat "soutien" se rend devant la porte de la cellule pour faire l'addition sur l'ardoise. De plus, lorsque l'aventure est jouée dans l'émission de deuxième partie de soirée Fort Boyard, toujours plus fort !, l'envoyée spéciale Delphine Wespiser accompagne le candidat au début et surtout à la fin de l'aventure, permettant de voir plus largement la fin du parcours sous un angle inédit.
