报告显示，事发后，民航华东地区管理局成立了调查组，完成了现场勘查、残骸清理、公司人员笔录、目击者访谈、证据封存、油品送检，获取了气象信息，调取了起飞机场和事发地周边监控，对当日天气情况、放行决策、飞行操作、管制指挥等情况进行了分析。
其中，就“天气方面”方面，调查组综合观音山坠机区域附近监控录像分析，事发时，观音山海域上空存在平流雾，且平流雾底部距海面较近。
就“机组操作”方面，调查组判断发生事故的空中游览航班任务由张某某在左座进行操纵飞行的可能性较大。两名当事飞行员驾驶直升机执行目视飞行规则的空中游览任务。飞行员在航线附近出现云雾影响时没有意识到天气状况的恶化，在间歇性进入雾中飞行后也没有及时决断采取规避措施，最终进入平流雾导致的仪表气象条件。
调查组认为，两名飞行员均不具备仪表飞行能力，推测在左座操纵直升机的飞行员张某某飞行经验较少，在失去飞行的目视参考依据的情况下，尝试进行机动脱离时产生了生理错觉，不能解决自身感官与直升机仪表之间明显存在的不一致，出现空间定向障碍，诱发航空器进入复杂状态。在脱离平流雾底部后距离海平面高度不足，飞行员没有机会进行修正改出，导致撞击海面坠毁。
就航空器适航方面，调查组认为，事发直升机根据该机型《检查大纲》按时完成了每日例行的航前航后检查工作，按规定的时间实施了航空器的定期检查，结果正常。之前飞行均没有故障报告，也没有故障保留情况，直升机检查维护状态正常。实施维护检查工作的维修放行人员证照齐全，维修工作经历、培训和授权符合要求。根据事发现场附近监控视频记录，该直升机有明显朝向海平面飞行的情况，直升机旋翼持续转动，而且现场目击者反映坠机发生前没有听到异常声响，可以排除直升机机械故障因素。
根据各类情况分析，调查组认为造成本次事故最大可能原因是：直升机在目视飞行过程中意外进入海上平流雾的仪表气象条件，飞行员在失去目视飞行参考依据的情况下，产生生理错觉，从而导致空间定向障碍，失去对直升机状态的控制，加之脱离平流雾底部后距离海平面高度不足，来不及进行修正改出，直升机失控坠海。
此外，报告还显示，调查还发现公司在安全责任落实、手册制度制定、安全人员配备、安全检查落实和应急管理等方面存在问题。调查组向运营涉事飞机的北京泛亚通航提出了进一步加强安全运行管理等4条安全建议，同时还向民航局提出了关于通航运行航空器数据记录设备、加强运行监管的安全建议。
