Tim pencarian dan penyelamatan internasional segera dikerahkan dan dalam beberapa hari berhasil menemukan serpihan pesawat serta jenazah korban yang mengambang di laut. Namun, penemuan lokasi reruntuhan besar dan dua kotak hitam baru terjadi hampir satu bulan kemudian di kedalaman lebih dari 3.000 meter di bawah laut. Setelah diperbaiki, data dari kotak hitam menunjukkan adanya asap yang terdeteksi di toilet dan kompartemen avionik beberapa menit sebelum pesawat hilang. Suara alarm kebakaran sempat aktif, dan rekaman suara di kokpit mencatat diskusi kru yang panik membahas asap tersebut, namun penyebabnya tetap belum jelas.
Penyelidikan awal mengindikasikan kemungkinan korsleting atau kebakaran listrik di bagian depan pesawat. Namun, pada akhir 2016, pemerintah Mesir mengumumkan temuan jejak bahan peledak di jenazah beberapa korban dan menyatakan kecelakaan ini sebagai hasil sabotase teroris. Pernyataan ini berbeda dengan hasil investigasi Biro Investigasi dan Analisis Keselamatan Penerbangan Sipil Prancis (BEA) yang menolak klaim adanya ledakan atau sabotase, dan lebih menyoroti kemungkinan kerusakan teknis yang memicu kebakaran internal.
