據央視新聞，20日，檢方和警方、消防部門勘驗燒毀的遊覽車，初步判定起火原因與電線老舊、電器過度使用造成短路有關，而安全門暗鎖未打開，是死傷的主因。
警、消及專家學者組成的火災鑑定委員會調查發現：有一條保險絲熔斷，但附近無明顯火勢；另外，遊覽車配電盤及連接電瓶的電線短路。鑑識人員分析，起火原因與電線老舊及車上電器過度使用有很大關係。鑑定人員發現車上有2個變壓器，將24伏特升壓至110伏特，供電給飲水機、冰箱、駕駛座前插座等使用，是否因電壓不穩造成短路？有待進一步釐清。
檢方根據遺體燒焦和陳屍駕駛座旁，分析司機在事故發生瞬間被大火燒灼，當場失去意識，無法打開前後車門讓乘客逃生，車上乘客因前方起火不敢接近、也無法跳車，遊覽車在「無人操控狀態」下行駛1000多米，以80公裡時速先擦撞內側護欄後，車速逐漸減緩，直到撞上外側護欄才停下。臺灣通運公司為配合調查，把一輛與火燒車同款的遊覽車開至現場比對勘驗，孰料，卻因逃生門「暗鎖」未開啟，從車內外都打不開逃生門。遊覽車從業者指出，暗鎖是為了防盜，在未上鎖的情況下，乘客從車內安全裝置扳手就能推開逃生門，但一旦上鎖，裡外都打不開，平時只要乘客上車都不會上鎖，不知起火時是因駕駛員上鎖，還是大火燒毀逃生門變形所致。資深專業人員指出，逃生門正常是內、外都可開啟，遊覽車驗車時只會針對逃生門能否開啟檢驗，以這次肇禍的遊覽車為例，駕駛員驗車時很可能會把可操控暗鎖的孔洞用貼紙黏貼，若非仔細查驗根本看不出來。據分析，該團最後去機場前在免稅店購物，駕駛員應是擔心乘客行李及個人物品遭竊，才會把逃生門的暗鎖鎖上，加上至桃園機場這段路不會經過休息站，在沒有預期監理所人員臨檢的心態下，根本忘了解鎖，阻斷最有可能的逃生通路。