台铁出轨事故原因尚未有官方最终定论，不过从已知信息来看，可能存在以下多方面因素：
列车行驶状况异常
刹车异常：据乘客回忆，列车启动以后，每一次刹车都踩得非常重。这种不正常的刹车情况可能暗示列车在行驶过程中存在机械故障或控制系统问题，影响了列车的正常运行稳定性，增加了脱轨风险。
行驶晃动剧烈：该乘客表示自己时常坐火车，普悠玛也是常坐，但从来没有坐过那么晃的普悠玛。列车行驶过程中剧烈晃动，可能是轨道状态不佳、列车转向架等关键部件出现问题，或者是列车自身动力系统异常等原因导致，使得列车在行驶过程中难以保持平稳，进而可能引发脱轨。
速度因素：虽然普悠玛号是倾斜式列车，转弯时不必减速，但事故发生时速度为129公里/小时，有观点怀疑列车是否超速过弯道。不过按照车辆转向架专家说法，摆式列车技术理论上使火车不需减速就可以转弯，但实际中若速度超出设计安全范围等复杂情况，仍可能对列车行驶稳定性产生不利影响。
司机反馈情况：驾驶该班列车的司机曾称，在列车出轨翻覆前，曾辗到过“不明物体”，随即就发生意外。辗到不明物体可能对列车车轮、轨道等造成直接损坏或干扰，破坏列车正常的行驶轨迹和受力平衡，从而导致脱轨事故发生。
过往事故隐患积累：两年来台铁已发生多次列车脱轨事故，如2017年10月31号，从台东开往新北的431次普悠玛号列车第二到第六车次脱轨；2017年4月，一列“莒光号”列车在新北巿贡寮站出轨等。频繁的事故反映出台铁在列车维护保养、轨道检修、安全管理等方面可能存在系统性问题，长期积累的隐患未得到有效解决，增加了此次事故发生的可能性。
