事故直後から現在に至るまで、最も議論が白熱しているのが「なぜタンブレロでマシンが直進したのか」という事故原因の真相です。テレメトリーデータの解析や残骸の科学的調査から、主に2つの有力な説が浮上しました。
1つ目は、ステアリングシャフトの金属疲労による破断説です。セナはマシンのドライビングポジションに窮屈さを訴えており、チームはステアリングの位置を下げるため、シャフトを一度切断して細いパイプを溶接して延長・再結合する加工を行っていました。この溶接部分が走行中の激しい振動と負荷に耐え切れず、金属疲労を起こしてタンブレロ進入時に破断し、操舵不能に陥ったという見解です。
2つ目は、ボトミング（車体底部の接地）によるグリップ喪失説です。事故直前のオープニングラップで別のアクシデントが発生し、セーフティカーが先導走行を行っていました。低速走行が続いたことでタイヤの内圧と温度が低下し、マシンの車高が下がっていました。再スタート直後の全開走行時、路面の段差（バンプ）を通過した瞬間に車体底部が路面に激しく接触し、アンダーフロアを流れる気流が遮断されて急激にダウンフォースを喪失、操縦不能に陥ったという力学的アプローチです。
