飞机外挂油箱表面泡沫材料安装过程中存在的缺陷是事故发生的原因。航天飞机穿越大气层返回时，激烈的摩擦使超高温空气冲入左翼后熔化内部结构，导致机翼和机身熔化，导致飞机坠毁。

哥伦比亚号航天飞机失事的直接原因基本确定为超高温空气从机身表面的裂缝侵入隔热瓦下部，最终导致航天飞机在返航途中解体坠毁。

专家认为，这艘“功勋飞船”解体的根本原因可能是起飞时的强风、发射前临时更换火箭助推器，以及“过于老旧”。

此外，哥伦比亚号主燃料箱原本使用的火箭助推火箭被拆卸安装在另一架航天飞机上，相关人员的操作也可能对燃料箱表面材料造成了损伤。