24 декабря 2005 г. на место катастрофы азербайджанского Ан-140-100 прибыли президент Азербайджана Ильхам Алиев, генеральный прокурор, глава МВД и другие руководители республики. Указом президента была создана госкомиссия по расследованию причин катастрофы под председательством премьер-министра Азербайджана Артура Раси-заде.
Работы в море и на побережье по сбору и поднятию на поверхность обломков самолета продолжались два дня. Поисковые работы затрудняли неблагоприятные погодные условия.
28 декабря в Баку состоялась пресс-конференция по итогам предварительного расследования причин катастрофы. Комиссия, изучив данные объективного контроля, снятые с защищенного бортового накопителя ЗБН-24 бортового устройства регистрации БУР-92А, а также, сопоставив их с информацией диспетчерских служб и материалами, собранными на месте катастрофы, восстановила предварительно следующую картину событий.
Взлет состоялся в соответствии с расписанием, в 21 ч 19 мин МСК. На этапе набора высоты произошло уклонение воздушного судна от установленной траектории полета. Затем экипаж сообщил службе УВД о технических проблемах на борту (зарегистрировано сообщение экипажа «отказ новой системы»). Через несколько секунд связь с экипажем пропала, и в 21 ч 28 мин отметка самолета исчезла с экранов радара. По данным объективного контроля, после набора высоты 2100 м самолет начал снижение по нисходящей спирали с уменьшающимися радиусами от 500 м до 100 м, совершив при этом 4,5 витка.
Расшифровка бортового устройства регистрации показала, что двигатели самолета, системы управления, энергоснабжения и другие были исправны и работоспособны вплоть до момента разрушения самолета. На этапе набора высоты бортовым устройством регистрации было зафиксировано одновременное отсутствие индикации экипажу на всех трех авиагоризонтах.
Комиссия по расследованию происшествия продолжает свою работу. По состоянию на 1 февраля 2006 г. никаких официальных заявлений (кроме пресс-конференции 28 декабря) не делалось.
По мнению экспертов, вероятной причиной падения самолета стала потеря экипажем пространственной ориентировки при полете в облаках вскоре после взлета из-за отсутствия индикации на обоих командных и третьем резервном авиагоризонтах (АГК-77-15 и АГР-74-15 соответственно), в результате чего самолет вошел в режим снижения по спирали с сокращающимся радиусом и разрушился в воздухе из-за превышения допустимых полетных ограничений (скорость более 620 км/ч). Причиной отсутствия индикации на авиагоризонтах теоретически могли стать как технический отказ, так и нарушение экипажем установленного регламентом порядка действий с бортовым оборудованием. Согласно данным моделирования, проведенного в Киеве, левый и резервный авиагоризонты могли быть не разарретированы экипажем перед взлетом, в результате чего в соответствии с предусмотренным алгоритмом работы бортового комплекса контроля, на основании сравнения показаний всех трех приборов, в БУР могло быть выдано сообщение об отказе правого АГК-77-15.
