事故發生后，鐵道部于24日上午發布消息稱，此次事故是雷雨造成設備故障所致，詳細情況正在進一步調查分析中。而24日晚上，則發布消息稱，動車“黑匣子”剛找到，相關數據還在分析中。

28日上午，在國務院“7·23”甬溫線特別重大鐵路交通事故調查組第一次會議上，上海鐵路局局長安路生說，根據初步掌握的情況分析，“7·23”動車事故是由于溫州南站信號設備在設計上存在嚴重缺陷，遭雷擊發生故障后，導致本應顯示為紅燈的區間信號機錯誤顯示為綠燈。

動車的通訊信號與制動系統為何失靈，鐵路關鍵設備、系統的可靠性是否有保證，信號系統中防止追尾的多道防線，為何沒有發揮作用？類似技術漏洞還有多少？

一方面，曾有相關部門稱動車上信號裝置被雷擊后失靈，可為什么沒有備用裝置，哪怕是應急電話？D3115上的福建乘客孫女士回憶，列車因雷擊臨時停車20多分鐘，啟動兩三分鐘又臨時停車兩三分鐘，再次啟動時被撞，這中間有近半小時時間可以通知鐵路調度，為什么沒有了下文。

另一方面，目前車輛上都裝有的自動安全閉塞裝置為何沒有發生作用？曾主持過多個軌道交通項目的同濟大學交通學院運輸管理工程系主任徐瑞華認為，動車的控制系統應該是，即使前面的車停了，然后所有的系統都能反映出來，即使司機不采取制動，后面的車也能夠緊急自動停下來的。這是設計所有的軌道交通運營管理的方案都必須采用的原理。