A kevés adat miatt sok spekuláció látott napvilágot.

A repülőgép által küldött automatikus üzenetek arra utalnak, hogy a gép sebességét mérő Pitot-csővel gondok voltak. A műszer feltételezések szerint hibás adatokat közölt a pilótákkal, akik ezen adatok alapján túl nagy sebességgel repülhettek a géppel. Az erős viharban a túl nagy sebesség erős rázkódást okozhatott, ami a gép széteséséhez vezetett.
Az a tény, hogy az áldozatok tüdejében nem találtak tengervizet, ill. hogy nagy területen szóródtak szét azt a feltételezést erősíti, hogy a gép a levegőben darabokra tört. Ezt a megállapítást tovább erősíti az, hogy a függőleges vezérsík egy darabban került elő. Ha egy repülőgép egy darabban vízfelületnek csapódik, akkor rendszerint apró darabokra törik egész sárkányszerkezete.
Az égésnyomok hiánya a holttesteken és az előkerült roncsdarabokon valószínűtlenné teszi, hogy tűz ütött volna ki vagy robbanás történt volna a fedélzeten.
A gép teljesen elektronikus irányítású („Fly by wire”), de elektronikus irányítórendszere négyszerezett, és a repülőgép fém szerkezete megvédi az elektromos impulzusoktól. A rendszer meghibásodása esetén a repülőgép korlátozott mértékben mechanikusan is kormányozható. A számítógépes vezérlőrendszer gondoskodik arról is, hogy a pilóták ne hajthassanak végre olyan manővert, ami a repülés stabilitásának elvesztésével, vagy a repülőgép szerkezetének túlterhelésével járhat. Amennyiben a számítógépes vezérlőrendszer meghibásodik, a hiba mértékétől függően ezek a biztonsági berendezések is egyre kevésbé működnek, a mechanikus vezérlés esetén teljesen ki is iktatódnak, ez a turbulens levegőben vezethetett olyan repülési helyzethez, amelyben a repülőgép átesett, vagy a sárkány egyes szerkezeti elemei eltörtek.Az American Airlines 587-es járatának katasztrófáját hasonló ok idézte elő, akkor az Airbus A300-as függőleges vezérsíkja tört le egy előtte haladó Boeing 747 által okozott turbulencia és egy túl intenzív kormánymozdulat együttes következményeként.
2008. október 7-én a Qantas 72-es járatát repülő A330-as a számítógép meghibásodása (egyenes repülés közben úgy érzékelte, hogy a pilóta hirtelen, meredek szögben emelkedni próbál, amit korrigált) miatt hirtelen süllyedést hajtott végre, amelyből sikerült a gépet kivenni, de az utasok és a személyzet tagjai közül több mint 100 fő megsérült, 12-en súlyosan. Hasonló meghibásodás viharos időben sokkal súlyosabb következményekkel járhat.
A repülőgép utazómagasságán az utazósebesség be nem tartása is okozhatta a katasztrófát. Viszonylag nagy magasságon, ritka levegőben repülve az átesési sebesség magas, a hangsebesség viszont alacsony, a repülőgép e két sebességérték közötti tartományban repülhet (maximális sebessége 0,86 Mach). Ennél kisebb sebesség esetén átesés, nagyobb sebesség esetén a sárkányszerkezet sérülése következik be. A zivatarban lévő erős turbulencia és szélnyírás ebben az esetben tovább nehezíti a helyzetet.
Nagyon erős turbulencia okozhatott végzetes sérüléseket.
Terrorizmusra utaló jelekre eddig nem bukkantak. A gép rendszereinek több percen át tartó tönkremenetele és az óceán felszínén lévő (el nem égett) olajfolt valószínűtlenné tesz bármilyen robbantást.
Az Airbus A330 biztonságos repülőgép (15 év alatt egyetlen példánya zuhant le, az is berepülőpilóták kiképzése közben, utasok nélkül). Az F–GZCP lajstromjelű (MSN 660 gyártási számú) repülőgépet 2005 áprilisában gyártották, 2500 repülés alatt 18 800 órát repült.[38] A gép kapitányának 11 000 repült órája volt, 21 éve volt az Air France pilótája.
A szakértők több, egyenként nem végzetes hiba egyidejű bekövetkeztét valószínűsítik.

Az Atlanti-óceánba zuhant Airbus 228 utasa közül 50 embert sikerült azonosítani.