Les enquêteurs ont déterminé que la cause de l'accident était une mauvaise manipulation des commandes de vol par l'équipage, lors d'un test de récupération de décrochage.
L'appareil impliqué est un Douglas DC-8-63F, immatriculé N827AX, construit en 1967 et a appartenu à KLM en tant qu'avion de transport de passagers (immatriculation PH-DEB), puis à Capitol Air(en) et National Airlines (immatriculation N929R).
En janvier 1986, l'avion a été converti pour le transport de fret et livré à Emery Worldwide(en). Puis, ABX Air, une filiale d'Airborne Express(en), a racheté l'avion le 17 juin 1996, près de 6 mois avant l'accident, qui est réimmatriculé N827AX. Au moment de l'accident, l'appareil compte 62 800 heures de vol, ainsi que 24 234 cycles de vol (décollage/atterrissage).
Les quatre moteurs, de type Pratt & Whitney JT3D-7, ont été retirés de l'avion. Deux d'entre eux ont été révisés et réinstallés, tandis que les deux autres ont été remplacés par d'autres moteurs JT3D-7 différents d'ABX Air. Des réducteurs de bruit(en) ont été installés sur tous les moteurs pour réduire la pollution sonore. Le système d'alarme de décrochage de l'avion a été également testé et déclaré fonctionnel.
Au lieu d'un commandant de bord, d'un copilote et d'un mécanicien de bord, l'équipage du vol 827 était composé de deux commandants de bord (un pilote et un observateur) et d'un mécanicien de bord. Il y avait également trois techniciens à bord.
Celui qui assurait la surveillance du pilotage (bien qu'agissant en tant que commandant de bord) était Garth Avery (48 ans), qui travaillait pour Airborne Express depuis 1988 et totalisait 8 087 heures de vol, dont 869 heures sur DC-8. Il était assis sur le siège de droite. Avery était également le gestionnaire de vol des Boeing 767 de la compagnie aérienne, ainsi qu'un instructeur de vol confirmé.
Celui qui était le pilote aux commandes (bien qu'agissant en tant que copilote) était William « Keith » Lemming (37 ans), qui travaillait pour Airborne Express depuis 1991 et cumulait 8 426 heures de vol, dont 1 509 sur DC-8. Il était assis sur le siège de gauche. Lemming était le responsable des normes de vol pour les DC-8 d'Airborne Express (le poste était auparavant occupé par le commandant Avery) et avait auparavant été pilote pour Trans World Airlines (TWA).
L'ingénieur de vol était Terry Waelti (52 ans), qui, comme le commandant Avery, travaillait pour Airborne Express depuis 1988. Il totalisait 7 928 heures de vol, dont 2 576 heures sur DC-8. Il était également examinateur sur DC-8, tel que désigné par la Federal Aviation Administration (FAA). Waelti avait auparavant servi dans l'U.S. Air Force (USAF) et a été l'un des premiers ingénieurs de vol de l'USAF à être qualifié sur le Boeing E-4B.
Les trois techniciens étaient Edward Bruce Goettsch (48 ans), Kenneth Athey (39 ans) et Brian C. Scully (36 ans). Goettsch et Athey travaillaient tous deux pour Airborne Express, tandis que Scully travaillait pour TIMCO.
Le Conseil national de la sécurité des transports (NTSB) a publié le rapport final le . Il a déterminé que les causes probables de cet accident sont l'entrée de commande de vol inappropriées, appliquées par le pilote en fonction, lors d'une tentative de récupération de décrochage, ainsi que l'échec, de la part du pilote non en fonction, à reconnaître, traiter et corriger ces commandes inappropriées.
De plus, l'échec d'Airborne Express à établir un programme officiel concernant les vols d'évaluation, comprenant des directives adéquates, les exigences et la formation des pilotes pour l'exécution de ce type de vols, a contribué à l'accident.
Le vibreur de manche, système de bord servant d'avertissement en cas de décrochage, inopérant et la fidélité du simulateur de vol sur DC-8 de la compagnie aérienne à reproduire les caractéristiques de décrochage de l'appareil, jugée inadéquate par les enquêteurs, ont également contribué à cet accident.
Le NTSB a émis sept recommandations de sécurité à la FAA. Il a également réitéré une recommandation antérieure concernant l'angle d'attaque, suite au crash du vol American Airlines 965, survenu le , exigeant que tous les avions de transport présentent aux pilotes des informations sur l'angle d'attaque sous forme visuelle et que tous les transporteurs aériens forment leurs pilotes à utiliser ces informations pour obtenir les meilleures performances de montée possibles.