Negadījuma izmeklēšana ir mēģinājums atklāt negadījuma cēloni un visus saistītos veicinošos faktorus. Dažkārt izmeklēšana tiek veikta, lai tiesas procesa nolūkos noteiktu personas vainu. Atsevišķu veidu negadījumu gadījumā valsts aģentūras veic izmeklēšanu ar diviem mērķiem – noskaidrot negadījuma cēloni un novērst turpmākus. Lielākajā daļā valstu ir īpašas administratīvās aģentūras, kas veic šāda veida izmeklēšanu.
Šāda veida izmeklēšanas bieži tiek veiktas nopietnu autoavāriju gadījumā gan civillietās, gan krimināllietās. Negadījumu izmeklēšanā parasti tiek iesaistīti izmeklētāji, kuriem ir pieredze avārijas rekonstrukcijā un kurus ir nolīgusi kāda tiesas prāvas puse. Viņiem bieži ir inženierzinātņu pieredze un praktiska pieredze šajā jomā. Viņi raksta ziņojumus, kuros sīki izklāstīti faktori, ko viņi izmantoja, lai izdarītu savus secinājumus, un var liecināt par cēloņsakarību tiesas procesā. Lietās, kas saistītas ar kriminālapsūdzībām, tiesībaizsardzības iestādes dažreiz izmanto savus apmācītus izmeklētājus.
Gadījumos, kas saistīti ar negadījumiem sabiedriskā transporta jomā, federālās aģentūras, piemēram, Nacionālā transporta drošības padome (NTSB) un Federālā aviācijas administrācija (FAA), veic negadījumu izmeklēšanu. Negadījumos, kuros iesaistītas komerciālās lidmašīnas, kurās ir vairāki nāves gadījumi un nopietni ievainojumi, FAA un NTSB sadarbojas, lai noteiktu avārijas cēloni. Izmeklēšanas grupas, kas sastāv no dažādu specialitāšu ekspertiem, pārbauda visas iesaistītās sistēmas, tostarp cilvēka veiktspēju un lidojuma kontroles palīdzību, lai noteiktu cēloni.
Gan FAA, gan NTSB savus negadījumu ziņojumus un izmeklēšanas kopsavilkumus iekļauj sabiedrībai pieejamā tīmekļa vietnē. Dati no šiem pārskatiem un kopsavilkumiem tiek analizēti, lai noteiktu modeļus vai bieži sastopamus notikumus. Aģentūras rīko atklātas uzklausīšanas par savu izmeklēšanu rezultātiem un lūdz sabiedrības viedokli par preventīvajiem pasākumiem. Apvienotajā Karalistē līdzīgas funkcijas veic gaisa satiksmes negadījumu izmeklēšanas (AAI).
ASV Darba drošības un veselības pārvalde (OSHA) veic nelaimes gadījumu izmeklēšanu darba vietā un darba vietās. Tā meklē drošības kļūmes iekārtās, materiālos, cilvēkos un darba vidē, lai noteiktu negadījumu cēloni. OSHA arī nosaka drošības standartus daudzām profesijām un izdod noteikumus par darba apstākļiem. Tās izmeklēšanas ziņojumos ir secinājumi par negadījuma cēloni un ieteikumi turpmāku notikumu novēršanai.
OSHA piedāvā ceļvedi darba devējiem par to, kā pašiem veikt darba apdraudējumu analīzi. Aģentūra arī uztur negadījumu statistikas datu bāzi, kas ir pieejama sabiedrībai. Tā organizē uzklausīšanas par savu negadījumu ziņojumu secinājumiem un visiem ierosinātajiem noteikumiem, kas izriet no ziņojumiem.