สาเหตุที่แท้จริงของอุบัติเหตุถูกสงสัยภายในไม่กี่วันและได้รับการยืนยันอย่างสมบูรณ์ภายในไม่กี่สัปดาห์ ความเย็นจัดทำให้ความยืดหยุ่นของยางโอริง 2 วงที่ปิดรอยต่อระหว่างส่วนล่างทั้งสองของฐานรองจรวดด้านขวามือลดลง (ในการไต่สวนของคณะกรรมาธิการ กระสวยอวกาศ  ไฟน์แมนได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการสูญเสียความยืดหยุ่นของโอริงโดยการจุ่มโอริงลงในแก้วน้ำที่มีน้ำแข็ง) ภายใต้สถานการณ์ปกติ เมื่อเครื่องยนต์หลักสามตัวของกระสวยจุดระเบิด พวกมันจะกดยานพาหนะทั้งคันไปข้างหน้าและ บูสเตอร์ติดไฟเมื่อรถหมุนกลับเข้าศูนย์ ในเช้าวันที่เกิดอุบัติเหตุ ผลกระทบที่เรียกว่า การหมุนของข้อต่อ เกิดขึ้น ซึ่งทำให้วงแหวนไม่สามารถเปิดออกได้ และเปิดทางให้ก๊าซไอเสียร้อนออกจากภายในบูสเตอร์