Onnettomuustutkinta on yritys selvittää onnettomuuden syy ja siihen liittyvät tekijät. Joskus tutkinta suoritetaan oikeudellisen virheen osoittamiseksi henkilölle oikeudenkäyntiä varten. Tietyntyyppisissä onnettomuuksissa valtion virastot suorittavat tutkinnan kaksinkertaisena tarkoituksenaan selvittää onnettomuuden syy ja estää tulevat onnettomuudet. Useimmissa maissa on erityisiä hallintovirastoja, jotka suorittavat tällaisia tutkimuksia.
Tämäntyyppisiä tutkimuksia tehdään usein vakavissa auto-onnettomuuksissa sekä siviili- että rikosasioissa. Onnettomuustutkinnassa on yleensä mukana onnettomuuksien jälleenrakentamiseen erikoistuneita tutkijoita, jotka oikeudenkäynnin osapuoli on palkannut. Heillä on usein insinööritausta ja käytännön kokemusta alalta. He kirjoittavat raportteja, joissa kerrotaan tekijöistä, joita he käyttivät päätelmiinsä tehdessään, ja voivat todistaa syy-yhteydestä oikeudenkäynneissä. Rikossyytteitä koskevissa tapauksissa lainvalvontaviranomaiset käyttävät joskus omia koulutettuja tutkijoitaan.
Tapauksissa, joihin liittyy joukkoliikenteen onnettomuuksia, liittovaltion virastot, kuten National Transportation Safety Board (NTSB) ja Federal Aviation Administration (FAA) suorittavat onnettomuustutkinnan. Liikennelentokoneiden onnettomuuksissa, joissa on mahdollisuus useisiin kuolonuhreihin ja vakaviin vammoihin, FAA ja NTSB tekevät yhteistyötä selvittääkseen onnettomuuden syyn. Eri alojen asiantuntijoista koostuvat tutkintaryhmät tutkivat kaikkia asiaan liittyviä järjestelmiä, mukaan lukien ihmisen suorituskykyä ja lennonohjausapua syyn selvittämiseksi.
Sekä FAA että NTSB sisältävät onnettomuusraportit ja yhteenvedot tutkimuksistaan yleisön saatavilla olevalla Internet-sivustolla. Näiden raporttien ja yhteenvetojen tiedot analysoidaan kuvioiden tai yleisten ilmiöiden varalta. Virastot järjestävät julkisia kuulemistilaisuuksia tutkimustensa tuloksista ja pyytävät yleisön mielipidettä ennaltaehkäiseviin toimenpiteisiin. Yhdistyneessä kuningaskunnassa Air Accidents Investigations (AAI) suorittaa samanlaisia tehtäviä.
Yhdysvaltain työturvallisuus- ja työterveysvirasto (OSHA) suorittaa tapaturmien tutkintaa työpaikalla ja työmailla. Se etsii turvallisuushäiriöitä laitteissa, tarvikkeissa, ihmisissä ja työympäristössä määrittääkseen onnettomuuksien syyn. OSHA asettaa myös turvallisuusstandardeja monille ammateille ja antaa määräyksiä työoloista. Sen tutkintaraportit sisältävät päätelmiä onnettomuuden syystä ja suosituksia tulevien tapahtumien ehkäisemiseksi.
OSHA tarjoaa työnantajille oppaan oman työn vaara-analyysien tekemiseen. Virasto ylläpitää myös yleisön saatavilla olevaa onnettomuustilastotietokantaa. Se järjestää kuulemistilaisuuksia onnettomuusraporttiensa päätelmistä ja raporteista johtuvista ehdotetuista määräyksistä.