中华航空611班机空难由中华民国行政院飞航安全委员会调查，ntsb亦有派员到台湾协助调查。
由于611班机的坠毁非常突然，事故发生前飞行员与地面塔台间的联络一切正常没有前兆，因此飞机刚坠毁时关于失事的原因众说纷纭。雷达纪录显示CI611在坠毁时曾先分裂成四大块结构后才坠入海中，因此遭导弹击中、恐怖攻击的说法曾被列在肇因名单的前几位，除此之外像是被陨石击中、遭到匿踪战机之类的武器误击也曾被认为是可能原因之一，但这些可能都一一被否定。在调查期间，调查人员发现本次空难和1996年环球航空800号班机空难十分相似包括 两架客机都是波音747（TWA800是747-131，CI611是747-209B。发动机也是同一生产商，TWA800是普惠JT9D-7AH，CI611是普惠JT9D-7AW。） 两架客机都是在爬升阶段解体 两架客机解体时没有预警 两架客机都是在大热天时起飞 不过CI611班机的中央油箱没有爆炸的痕迹，因此油箱起火并不是导致CI611班机坠毁的原因。
当调查员发现其中一块机尾蒙皮有修补过的现象，并有浓烈燃料味。他们将该块蒙皮送往中山科学研究院检查，发现该块蒙皮有严重金属疲劳的现象 ，经翻查肇事飞机的维修纪录后，继而发现了整个空难的始末： 1980年2月7日，该航机曾在香港启德机场执行CI009号班机时因机尾擦地损伤机尾蒙皮，造成飞机失压，当天被运回台湾，次日进行了临时维修。 损伤到机尾后，华航于1980年5月23日至26日做了永久性维修：用一块面积与受损蒙皮相若的铝板覆盖该处（根据波音的维修指引，新蒙皮的面积须较受损的蒙皮面积增加至少30%），并没有依波音所订的结构维修手册（Boeing Structural Repair Manual，SRM）把整块蒙皮更换，但负责维修人员于维修纪录上写明依照波音维修指引进行维修 。22年来，后续维修人员相信该维修纪录而未更进一步检查。该修补部分因此累积了金属疲劳的现象。1988年阿罗哈航空243号班机事故之后，机务规范要求对飞机可能产生腐蚀的位置进行直接目视检查；这种检查被归入华航的飞机维护程序里面。虽然华航这架飞机的服务期内对这个部位进行过若干次内部检查。其中最后一次例行检查是事故发生之前大约4年，所拍摄的照片显示了在该架飞机尾部修复舱壁四周处肉眼可见的烟熏污渍，这是由于1995年之前允许机上乘客在增压机舱内吸烟所产生的烟雾在此处微小缺陷的舱内外气压差形成的气流向外泄露所致。这些深色痕迹（锈迹）预示着下面可能隐藏着结构损伤。 该处裂开后，造成飞机机尾脱落并失控，最后因舱体突然失压，结构解体，导致失控坠毁。根据事故后回收的机身残骸，该处裂痕至少长达90.5吋（约2.3米），而研究显示在高空中飞机上的裂痕超过58吋（约1.5米）时就会有结构崩毁的可能。 华航对此事故调查报告表示异议，认为调查者并没有找到能证明调查报告的飞机残骸。 在空难中坠毁的CI611是华航当时的机队中，仅存的一架波音747-200型客机（其他当时现役中同型机均为货机）。机身编号B-18255（原编号B-1866），制造商序列编号（MSN）21843，生产线编号386，使用普惠JT9D-7AW引擎，在当时大幅换新的华航机队中是一架1979年时出厂，机龄22年8个月，起降21,398次、飞行时数64,810小时的老飞机。
而涉事客机B-18255在事发时的经济舱座椅仍然使用早期一排9个座位（3+4+2）的布局，而非后来在747上普遍使用的一排10座。
原定执行CI611班机的B-18272；该机后来被改为波音747-400 LCF
当天原定计划执行CI611班机的并非B-18255，而是编号为B-18272的波音747-400，但由于B-18272临时被调飞其他航班，华航只得调动正在进行出售前检修的B-18255执行611号班机。 CI611失事坠毁后，为了表示对罹难者的尊重，航空公司方面取消了此航班编号“611”的使用，而原本该时段由台北飞往香港的班机，则由CI619航班来取代。除此之外，为了避开和此空难相关数字的使用，原本机队中一架机身编号为B-18611的波音737-800型客机，也于2006年变更编号为B-18617。
2006年4月，那位在事故发生的22年前，没有妥善处理机尾损伤的华航前总工程师室结构工程师孙冀昌，人在美国迟未到案，案情无法突破，直到检方以视讯系统越洋侦讯孙冀昌，获得孙冀昌的说词后，终于侦结。但因其素行良好且年事已高（起诉时已84岁），已不可能继续维修航机，最终求处有期徒刑两年、缓刑五年。
ntsb事故调查报告
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