Le Boeing 747-131 du vol TWA 800 au départ de New York JFK et à destination de Rome Fiumicino, via Paris Charles-de-Gaulle, explosa en plein vol au large de l'île de Long Island, le 17 juillet 1996 à 20:31:19 heure locale, 20 minutes après son décollage. Aucune des 230 personnes à bord n'a survécu (4 navigants, 14 personnels de cabine et 212 passagers).
L'enquête officielle fut menée conjointement par le NTSB (l'équivalent américain du Bureau d'enquêtes et d'analyses français ou du Bureau de la sécurité des transports canadien) et par le FBI, sous la direction de James K. Kallstrom, chef du bureau du FBI de New York, dès le jour de l'accident. L'intervention du FBI se justifiait car les premières hypothèses et les premiers témoignages laissaient penser à un acte terroriste, au moment où allaient débuter sur le sol américain les Jeux olympiques d'Atlanta.
Après 4 ans d'enquête, ce dernier conclut, le 23 août 2000, que l'accident est probablement dû à l'explosion du réservoir central de carburant du Boeing 747. Cette explosion résulterait de la formation d'une atmosphère explosive air/kérosène à l'intérieur de ce réservoir, atmosphère qui se serait enflammée et aurait explosé, amenant la destruction de la carlingue centrale de l'appareil. La cause de cette inflammation du réservoir n'a pu être déterminée avec certitude, mais la plus probable est la création d'un court-circuit externe au réservoir qui a provoqué une intensité excessive sur le câble électrique menant à la jauge de carburant à l'intérieur du réservoir central.
L'enquête a battu des records de durée — 4 ans — et de coût — 35 millions de dollars — pour une enquête sur un accident aérien. Les enquêteurs ont reconstitué l'avion dans un hangar de Long Island, à partir de près de 500 000 pièces récupérées dans l'océan Atlantique, soit près de 95 % de l'appareil.
Le résultat de cette enquête reste encore aujourd'hui sujet à polémique. Des théories alternatives sur la destruction du Boeing de la TWA par une bombe ou un tir de missile par des terroristes ou, accidentellement, par un bâtiment de l'US Navy, continuent d'être défendues. L'enquête du NTSB a pris en considération ces hypothèses d'une bombe ou d'un missile, mais ne les a pas retenues « car aucun des dommages ou traces caractéristiques d'explosion à haute énergie de bombes ou de tête de missile n'ont été retrouvés sur aucun morceau de l'avion reconstitué. » Les principaux doutes des opposants à l'explosion du réservoir viennent de l'absence de précédent sur le Boeing 747 - un avion éprouvé - d'une démonstration et de tests de la NTSB qu'ils estiment biaisés, et de l'ingérence et du manque de transparence du FBI, avec pour principal reproche de ne pas avoir assez pris en compte ou mal interprété les témoignages oculaires de l'explosion.