Hộp đen được phát hiện ngay gần vị trí máy bay rơi, tại làng Dừa, xã Nghĩa Yên, huyện Nghĩa Đàn. Khi tìm thấy hộp đen, có khá đông người làm nhiệm vụ tại hiện trường chứng kiến xác nhận hộp đen vẫn còn nguyên vẹn.
Hộp đen là thiết bị lưu trữ thông tin liên lạc từ buồng lái cũng như âm thanh phía trước của máy bay và các dữ liệu quan trọng khác. Trong đó, máy ghi dữ liệu là một thiết bị độc lập, lưu trữ toàn bộ thông tin gần nhất về chuyến bay, thông qua việc ghi lại hàng chục thông số, tập hợp thông tin nhiều lần mỗi giây. Máy ghi âm buồng lái lưu giữ các âm thanh trong buồng lái, gồm các cuộc trò chuyện của các phi công. Dù có tên gọi là hộp đen, thiết bị này có màu cam sáng, để dễ nhận biết so với các vật khác. Hộp đen không thấm nước và gần như không thể phá hỏng. Các nhà điều tra sẽ phải phân tích các bản ghi âm.