Theo công an thành phố Hội An, bước đầu xác định chiếc cano gặp nạn chở đúng số người quy định, chạy đúng tốc độ quy định và tuân thủ điều kiện thời tiết. Cơ quan chức năng suy đoán nguyên nhân tai nạn là do bất ngờ tông vào cồn cát và bị mắc cạn, sau đó bị sóng biển đánh lật úp.[68][69] Tại hiện trường, chiếc cano gặp nạn bị vỡ một mảng lớn ở mũi, trôi tự do và dạt vào một cồn cát.[70][71] Tuy nhiên Cục Đường thủy nội địa Việt Nam sau đó đã khẳng định mực nước tại vị trí tàu lật là 3,5 m, trong khi mớn nước của cano là 0,75 m, nên có thể loại trừ khả năng tàu đâm vào cồn cát.[72]

Sau vụ tai nạn, đại diện Cục Cảnh sát hình sự, Viện Khoa học hình sự, Cục Cảnh sát giao thông (Bộ Công an) đã có mặt tại hiện trường, phối hợp cùng công an tỉnh Quảng Nam tiến hành điều tra, lấy lời khai những người có liên quan vụ tai nạn. Theo kết quả điều tra ban đầu, chiếc cano gặp nạn thuộc hãng du lịch Phương Đông, do ông Lê Sen (52 tuổi) điều khiển gặp nạn cách vị trí cách Trạm biên phòng Cửa Đại 1 hải lý. Theo điều tra, tất cả hành khách trên ca nô du lịch đều được trang bị áo phao và mặc áo phao trước khi xuất phát. Chiếc cano du lịch cũng được cấp giấy chứng nhận an toàn kỹ thuật vẫn còn hiệu lực. Số lượng hành khách được phép chuyên chở theo quy định là 35 hành khách. Bên cạnh đó, thuyền trưởng Lê Sen cũng có chứng chỉ chuyên môn về điều khiển phương tiện thủy nội địa hạng 3, đáp ứng đủ điều kiện theo quy định.[73][74] Ông sau đó đã được lực lượng chức năng xét nghiệm ma túy để điều tra.[75] Qua xét nghiệm, công an xác định ông Sen không sử dụng rượu bia, ma túy.[76]

Ngày 2 tháng 3 năm 2022, Phó Cục trưởng Cục Đường thủy nội địa Việt Nam Lê Minh Đạo cho biết chiếc cano gặp nạn không bật thiết bị giám sát hành trình AIS. Theo ông Đạo, từ năm 2020 đến khi xảy ra tai nạn, chiếc tàu này chưa từng bật thiết bị giám sát.[77][78] Thiết bị này sau đó đã bị thuyền trưởng Lê Sen tự ý tháo mang đi.[79] Thiết bị này sau đó đã bị công an thu hồi lại.[80][81] Cùng ngày, thông tin đến báo giới, Phó thủ trưởng Cơ quan cảnh sát điều tra Công an tỉnh Quảng Nam Võ Văn Minh khẳng định nguyên nhân ban đầu dẫn đến vụ tai nạn là "sóng to gió lớn đập vào mạn trái gây vỡ, nước tràn vào khiến ca nô lật úp".[82] Ngày 3 tháng 3 năm 2022, công an tỉnh Quảng Nam áp dụng biện pháp "cấm đi khỏi nơi cư trú" đối với thuyền trưởng Lê Sen.[83]