Ostateczną przyczyną katastrofy według oficjalnego raportu było zboczenie przez załogę DC-8 z kursu wyznaczonego przez kontrolerów naziemnych. Głównym powodem były trudności z ustaleniem dokładnej pozycji samolotu przez załogę: jeden z pokładowych odbiorników VOR był niesprawny, zła widoczność uniemożliwiała próbę ustalenia pozycji maszyny na podstawie obserwacji terenu przed samolotem, jeden z nadajników naziemnych umożliwiający ustalenie dokładnego punktu holdingu nie działał prawidłowo, a dodatkowo załoga została przez kontrolera poprowadzona krótszą, nietypową trasą, która skróciła lot o około 11 mil (18 km). Wszystkie te elementy sprawiły, iż piloci DC-8 byli pewni, że dopiero zbliżają się do wyznaczonego miejsca holdingu, podczas gdy w rzeczywistości byli już prawie 20 km za nim. Kontrolerzy zauważyli na radarach, że samoloty niebezpiecznie zbliżają się do siebie, ale nie mieli możliwości zareagować: ostrzeżenie dla załogi linii TWA pojawiło się na kilka sekund przez kolizją.
Katastrofa nad Nowym Jorkiem, w której zginęły 134 osoby, była w tym czasie najtragiczniejszą w historii lotnictwa. Pozostała nią aż do roku 1969, kiedy w katastrofie DC-9 pod Maracaibo zginęło 155 osób.