Simone美国国家运输安全委员会派出特别调查组，赶往旧金山调查事故原因。除联邦调查人员，韩国方面和波音方面也将参与调查。美国国家运输安全委员会主席赫斯曼表示，调查重点可能包括客机发动机故障、驾驶员操作失误以及其它机械故障等。 2013年7月8日，调查人员已经初步确认此次事故为飞行员疏忽，坠毁前的指示表速仅为110节，远低于FMC指示的进近表示137节。在波音777上仅有43小时飞行经验的副驾驶处理不当，导致失速。在1.5秒后加大油门复飞，但已经为时过晚。
韩国国土交通部认为，此次事故很可能由于韩亚航空公司内部的培训产生问题，而当时运行该机种仅有43小时的培训生，坐在了机长的位子上握着操纵杆。
美NTSB公布777黑匣子，直指韩亚飞行员可控撞地。28L目视进近(GS故障PAPI正常)，襟翼30速度137节。无风切亏咐变。管制员先宣布的紧急。舱音记录：撞前7秒机组”速度”、撞前4秒”失速抖杆”、撞前1.5秒机组”复飞”。记录器显示油门一直在慢车，速度很明显的小于137节(F/W显示最小110)油门才开始加大。 美国国家运输安全委员会(NTSB)当地时间2013年12月10日在华盛顿开始进行为期两天的听证会，对韩亚航空公司坠机事件进行调查时，调查人员应该可以毫不费力地确认坠机的直接起因，其中的一个起因是三名飞行员未能监控航速。
2013年12月11日，美国销卜纯国家运输安全委员会公布的一份调查报告说，2013年7月在旧金山国际机场发生的韩国亚洲航空公司波音777客机空难事故中，驾驶客机的飞行员因手动驾驶降落感到“非常紧张”，操作出现失误，最终飞机撞到跑道尽头的防波堤，造成空难惨剧。听证会上公布的调查报告说，客机飞行员李江国尽管总飞行时间接近1万小时，但驾驶波音777的累计时长只有35小时，这也是他第一次驾驶波音777在旧金山国际机场降落。当地面人员告诉他，帮助飞机降落的机场下滑坡度指示灯由于机场扩建而暂时无法使用，需目视降落时，他感到非常紧张。
根据这份调查报告，李江国表示他在手动操作大型客机着陆时总是感到“压力很大、非常困难”，因此当调查人员询问他是否对目视降落感到担忧时，他的回答是“是的，非常担忧”。此外，李江国还对调查人员说，他对操作波音777的自动驾驶系统其实“也没有太大信心”。
2013年12月11日，美国国家运输安全委员会主席赫斯曼在新闻发布会上表示，事故中遇难的中国女生叶梦圆被甩出机舱外时，可能没有系安全带。赫斯曼表示，对弊轿于叶梦圆是否系安全带的问题，NTSB已经询问了当时乘坐在她周围的乘客，一切仍在调查之中，不过她承认有证据显示叶梦圆在事发当时可能没有系安全带。
