Tàu ngầm hạt nhân của Pháp được trang bị những máy dò âm thanh siêu nhạy đang nỗ lực rà soát tín hiệu hộp đen dưới đáy đại dương. Tuy nhiên, việc tìm kiếm thiết bị này dường như là "nhiệm vụ bất khả thi" do hộp đen có thể đã lọt giữa các khe đá lởm chởm hoặc nếu có thì các tín hiệu đã bắt đầu yếu dần. Tuy nhiên, Air France khẳng định dù không tìm thấy hộp đen thì kết quả phân tích các mảnh vỡ máy bay, khám nghiệm tử thi và mối liên hệ giữa vị trí ngồi của hành khách với địa điểm họ được tìm thấy trên biển cũng có thể hỗ trợ các nhà điều tra vén dần bức màn bí ẩn xung quanh thảm họa này.
Sau 4 tiếng đồng hồ kể từ khi cất cánh tại Rio de Janeiro, ba cảm biến tốc độ (còn gọi là ống pitot) của phi cơ bắt đầu cung cấp số liệu khác nhau về tốc độ. Chỉ số tốc độ sai có thể khiến phi công cho máy bay di chuyển nhanh hơn hoặc chậm hơn so với tốc độ hợp lý. Nếu bay nhanh hơn, phi cơ có thể vỡ tan vì áp lực không khí. Còn nếu bay chậm hơn nó có thể bị cuốn vào vùng nhiễu động khí. Trong cả hai trường hợp máy bay đều vỡ thành nhiều mảnh.
Trong khi đó, công tác nhận dạng nạn nhân và phân tích 24 tin nhắn tự động gửi của máy bay A330 đã được bắt đầu. Người phát ngôn Airbus cho biết một tin nhắn cho thấy có sự thay đổi áp suất bên trong máy bay tương đương với việc thay đổi độ cao hơn 548m/phút. Trong khi đó, tốc độ thay đổi độ cao an toàn là từ 906 đến 1.250 m/phút. Dưới hoặc trên mức đó, máy bay sẽ ngừng hoạt động hoặc phi công mất khả năng kiểm soát, dẫn đến máy bay rơi hoặc vỡ.
"Nếu một số nạn nhân được tìm thấy từ cùng một khu vực trên biển đã ngồi cùng một khu vực trên máy bay; một nhóm nạn nhân khác được vớt lên từ một vùng biển khác, từng ngồi gần nhau ở trên khoang máy bay - điều đó sẽ cho chúng ta biết gì đó" - có thể là các phần của máy bay đã bị vỡ trên không trung, Peter Goelz, cựu giám đốc Ủy ban an toàn giao thông Mỹ, nhận xét.
Ngày 12/6, hãng tin Sky News dẫn kết luận của các chuyên gia nghiên cứu của hãng Airbus cho biết, các mảnh vỡ của máy bay A-330 và vị trí phát hiện các thi thể nạn nhân đã chứng tỏ máy bay đã bị vỡ dần ngay từ trên không trong một vài phút.