Après cette catastrophe, un certain nombre de recommandations seront faites par les autorités aériennes internationales comme la modification du vocabulaire anglais employé dans la communication entre tour de contrôle et avions au sol, la répétition systématique par les pilotes à la tour de contrôle des ordres entendus mais surtout la mise en place de procédure dites de « cockpit management » avec un contrôle mutuel plus formalisé entre pilote et copilote.
À noter que quelques années plus tard, un autre aéroport, l'aéroport de la Reine Sophie, fut construit dans le sud de l'île de Ténérife, dans une zone moins exposée aux nappes de brouillard. Mais l'augmentation du trafic touristique a fait que l'autre aéroport connaît de nouveau du trafic. Il a été depuis équipé d'un radar de sol.
Un monument en mémoire des victimes de l'accident, le monument La Commémoration internationale, réalisé par l'artiste néerlandais Rudi van de Wint, se dresse non loin de l'ancien aéroport à Mesa Mota de Tenerife. Un monument a également été érigé au cimetière de Westgaarde à Amsterdam.
Plus de soixante-dix experts aéronautiques, espagnols, néerlandais et américains plus des représentants des deux compagnies participèrent à l'enquête.
Le rapport d'expertise de l'OACI a démontré que le commandant de bord du 747 de la KLM, Jacob Veldhuyzen van Zanten, n'a pas attendu l'autorisation de décollage ; il était aligné mais n'avait pas reçu de la tour de contrôle la clairance nécessaire. L'autre avion, celui de la Pan Am, avait en revanche suivi la procédure, malgré une période d'hésitation de plus d'une minute pour comprendre quelle était la bonne voie de service. En effet, l'instruction donnée par la tour de contrôle était « taxi into the runway and leave the runway third, third to your left », c'est-à-dire « roulez sur la piste, et quittez-la à la troisième à gauche ». L'équipage a alors hésité : s'agissait-il de third ou de first ? Le contrôleur a alors confirmé en disant « the third one », mais l'ambiguïté n'était pas levée du tout. L'équipage, encore hésitant, a finalement compté uno, dos, tres en espagnol pour être bien sûr qu'il fallait compter trois intersections. De plus, la troisième intersection présentait un angle important pour virer. Le Boeing de la Pan Am a donc roulé jusqu'à la quatrième bretelle, en dépassant la troisième sans la voir dans le brouillard.
Selon une étude sur les causes linguistiques des catastrophes aériennes, ainsi que d'après le rapport de l'OACI, le co-pilote néerlandais de la KLM a répété le plan de vol donné par la tour de contrôle (ATC clearance) et a ajouté la phrase « we are now at take-off ». Le contrôleur aérien a alors compris cette phrase comme « we are now at take-off position », c'est-à-dire que l'avion était en bout de piste, attendant l'autorisation de décoller. Le contrôleur aérien, n'ayant pas donné cette autorisation, a alors confirmé par un simple « OK », qui signifiait que le plan de vol avait été bien répété. En revanche, pour le co-pilote de la KLM, ce at take-off décrivait une action en cours, comme en néerlandais, et a cru que le contrôleur, en disant « OK », donnait l'autorisation de décollage. Cette erreur rappelle que l'anglais est une langue ambiguë, puisqu'un mot comme take-off peut être soit le verbe « prendre son envol », soit qualifier un nom, comme dans take-off position, et signifie dans ce cas « être en bout de piste ».
Le rapport d'expertise indique que deux communications simultanées de l'équipage de la Pan Am et de la tour de contrôle, dans les secondes qui suivirent, ont entraîné des interférences dans le Boeing de la KLM et que ces deux messages ont pu être mal entendus dans l'appareil. Or, ces deux messages mentionnaient que l'avion de la Pan Am était encore sur la piste. Si le Boeing de la KLM les avait entendus, peut-être aurait-il pu freiner à temps ou n'aurait pas commencé son décollage.
Il convient de préciser que les nappes de brouillard furent un facteur décisif dans la catastrophe. En effet, l'absence de brouillard aurait de facto permis au pilote entamant sa manœuvre de décollage d'avoir l'autre appareil en visuel.
Dans les facteurs aggravants, les enquêteurs ont aussi cherché du côté du comportement et de la psychologie des intervenants:
Cet accident est donc le résultat d'un enchaînement de plusieurs défaillances dans l'exécution des procédures, combiné à des conditions dégradées pour l'évolution des avions sur la piste. La conséquence d'une défaillance sur une procédure ne pouvait donc pas être corrigée par une autre procédure ou par un système de sécurité redondant, ceux-ci connaissant également une défaillance.
L'enchaînement des causes et des facteurs aggravant est le suivant :
Cet enchainement de facteurs provoqua l'accident.