Une erreur d'installation d'une jauge de carburant sur l'ATR-72 de la Tuninter est à l'origine de l'accident, selon l'enquête des autorités italiennes. Ce jour-la, l'équipage de l'ATR-72 croyait avoir 3.000 litres de kérosène dans ses réservoirs au moment où l'avion s'est ravitaillé à Bari, dans le sud de l'Italie. Pour retourner à Djerba, il n'a donc demandé que 240 litres supplémentaires de carburant.
Faute d'essence, les deux moteurs se sont arrêtés à peu près en même temps, empêchant l'avion d'atteindre l'aéroport de Palerme pour un atterrissage d'urgence et le forçant à un amerrissage devant les côtes nord de la Sicile.