Do tragedii doszło 1 czerwca 2009 r. w niecałe 4 godziny po starcie. Samolot z 216 pasażerami i 12 członkami załogi po starcie z Rio wszedł w strefę burzy tropikalnej, sondy Pitota pozwalające ustalać prędkość zamarzły powodując wyłączenie się całego komputerowego systemu sterowania samolotem. Pilocie nie potrafili zapanować nad maszyną, która straciła nośność i spadła do Atlantyku. Potwierdziły to zapisy w czarnych skrzynkach odnalezionych na głębokości prawie 4000 metrów po dwóch latach od katastrofy.
Postępowanie wyjaśniające prowadzone przez francuskie biuro badania katastrof BEA ujawniło też, że Air France było wcześniej zaniepokojone powtarzającymi się przypadkami zamarzania sond, od których zależała praca komputerów pokładowych. Francuski przewoźnik wymienił 9 czerwca 2009 sondy Pitota w swych samolotach A330 i A340, ale BEA stwierdził w późniejszym raporcie, że sondy były jedynie elementem, a nie przyczyną katastrofy.
Proces w izbie karnej sądu w Paryżu będzie pierwszym, w którym firmy z Francji stają pod zarzutem nieumyślnego spowodowania śmierci. Eksperci nie spodziewają się dużych kar finansowych, bo większe sumy wypłacono już w ramach odszkodowań albo polubownych rozwiązań. W razie uznania przez sąd winy producenta samolotu czy przewoźnika, każdemu z nich grozi maksymalna grzywna 225 tys. euro, pięciokrotnie więcej niż osobie fizycznej, która dodatkowo może dostać karę więzienia. Ta suma to równowartość nieco ponad 2 minut przychodów Airbusa albo 5-minutowych przychodów AF-KLM z obsługi pasażerów, jeśli liczyć ich dane z 2019 r. — pisze Reuter i dodaje, że obie firmy poniosą znaczne koszty prawne.
Po katastrofie ogłoszono wiele zaleceń zwiększających bezpieczeństwo lotów. Największym skutkiem śledztwa była zmiana szkolenia pilotów (w ręcznym sterowaniu), aby szybko dawali sobie radę w trudnych sytuacjach, zwłaszcza w razie utraty kontroli nad samolotem. Dotychczas niczego nie zrobiono z postulatem BEA, by lepiej obserwować radarem tzw. martwe strefy. Nabrało to znaczenia 5 lat później, gdy zniknął samolot Malaysian Airlines lot MH370 i do tej pory nie wiadomo, co się z nim stało.
Z okazji tego procesu moxę ożywić się inny spór, czy w kokpicie powinien być nadzór kamerami, aby można było analizować przyczyny katastrofy. BEA zaleciła w 2011 r. rejestrowanie kamerami zachowania pilotów, co byłoby uzupełnieniem rejestratorów rozmów i danych o locie. Zwolennikiem kamer jest amerykański urząd bezpieczeństwa transportu NTSB, zwłaszcza po dwóch katastrofach MAXów. Przeciwnikami są z kolei piloci, bo uważają to za inwazję w ich prywatność, także niektóre organizacje lotnicze zwracające uwagę na koszt.
