關(guān)于事故的起因，有兩個(gè)互相矛盾的解釋。個(gè)于1986年8月公布，把事故的責(zé)任推卸給核電站操縱員。第二個(gè)則發(fā)布于1991年，該解釋認(rèn)為事故是由于壓力管式石墨慢化沸水反應(yīng)堆（RBMK）的設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致，尤其是控制棒的設(shè)計(jì)。雙方的調(diào)查團(tuán)都被多方面游說(shuō)，包括反應(yīng)堆設(shè)計(jì)者、切爾諾貝利核電站職員及政府在內(nèi)。

另一個(gè)促成事故發(fā)生的重要因素是職員并沒(méi)有收到關(guān)于反應(yīng)堆問(wèn)題報(bào)告。根據(jù)Anatoli Dyatlov—一名職員所述，設(shè)計(jì)者知道反應(yīng)堆在某些情況下會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)，但蓄意將其隱瞞。這種情況是因?yàn)閺S房主管基本由不具備RBMK資格的員工組成造成的：廠長(zhǎng)V.P. Bryukhanov，只具有燃煤發(fā)電廠的訓(xùn)練經(jīng)歷和工作經(jīng)驗(yàn)，基本上是負(fù)責(zé)政戰(zhàn)的主管，事發(fā)半夜演習(xí)時(shí)并不在場(chǎng)，但主導(dǎo)演習(xí)的副廠長(zhǎng)是核能專(zhuān)業(yè)。他的總工程師Nikolai Fomin亦是來(lái)自一個(gè)常規(guī)能源廠。3號(hào)和4號(hào)反應(yīng)堆的副總工程師Anatoli Dyatlov只有“一些小反應(yīng)堆的經(jīng)驗(yàn)”。

第二個(gè)“有缺陷的設(shè)計(jì)之解釋”是由Valeri Legasov于1991所公布，把事故的原因歸咎于RBMK反應(yīng)堆設(shè)計(jì)的缺陷，特別是由于控制棒的缺陷。

反應(yīng)堆有一個(gè)危險(xiǎn)的空泡系數(shù)(void coefficient)。空泡系數(shù)是一種衡量反應(yīng)堆安全程度的數(shù)據(jù)，用于測(cè)量水冷卻劑中蒸汽汽泡的形成與增加對(duì)于反應(yīng)堆的影響。大部分的反應(yīng)堆設(shè)計(jì)會(huì)在水溫升高時(shí)產(chǎn)生較少的能量。這是因?yàn)槿绻鋮s劑含有蒸汽氣泡，則能被減速的中子數(shù)量將會(huì)下降。速度快的中子一般不易造成鈾原子的裂變，所以反應(yīng)堆會(huì)產(chǎn)生較少的能量。然而，切爾諾貝利的RBMK反應(yīng)堆，使用固體石墨當(dāng)作中子慢化劑來(lái)降低中子的速度[8]，且用吸收中子的輕水來(lái)冷卻核心。因此盡管水中有蒸汽汽泡產(chǎn)生，仍有大量中子被慢化。此外，因?yàn)檎羝罩凶硬幌袼菢拥娜菀祝蚨黾覴BMK反應(yīng)堆的溫度，就會(huì)有更多的中子能夠鈾原子裂變，增加反應(yīng)堆的能量輸出。這種設(shè)計(jì)導(dǎo)致RBMK在低功率時(shí)非常不穩(wěn)定，在溫度上升時(shí)存在輸出能量在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到危險(xiǎn)水平的傾向。這對(duì)于工作人員而言是難以理解和預(yù)見(jiàn)的。

在這個(gè)系統(tǒng)中更重大的缺陷是控制棒的設(shè)計(jì)。在控制反應(yīng)堆時(shí)，操縱員通過(guò)將控制棒插入反應(yīng)堆來(lái)降低反應(yīng)速度。在RBMK反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)中，控制棒的尾端是由石墨組成，延伸部份（在尾端區(qū)域超出尾端的部份，大約是一米或三英呎長(zhǎng)度）中空且充滿水；而控制棒的其他部份由碳化硼制成，是真正具有吸收中子能力的部分。因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)，當(dāng)控制棒一開(kāi)始插入反應(yīng)堆的時(shí)候，石墨端會(huì)取代冷卻劑，反而大大地增加了核分裂的反應(yīng)速度，因?yàn)槭軌蛭盏闹凶颖确序v的輕水少。因此一開(kāi)始插入控制棒的前幾秒鐘，反應(yīng)堆的輸出功率反而會(huì)增加，而不是預(yù)期的降低功率。反應(yīng)堆操縱員對(duì)于這一特點(diǎn)也不知曉，且無(wú)法預(yù)見(jiàn)。

水的管道垂直地穿過(guò)堆芯，當(dāng)水溫增加時(shí)水位將會(huì)上升，在核心之中產(chǎn)生溫度的梯度效應(yīng)。如果在頂端的部份已經(jīng)地變?yōu)檎羝?，則效應(yīng)會(huì)更惡化。因?yàn)轫敹瞬糠荽藭r(shí)已無(wú)法被足夠冷卻，且反應(yīng)會(huì)明顯增強(qiáng)（相反地，CANDU反應(yīng)堆設(shè)計(jì)中，水的管道水平地穿過(guò)核心，相鄰的管道則是相反方向的流向，因此核心部分的水溫變化較?。?。

因?yàn)榉磻?yīng)堆有巨大的體積，所以，為了降低成本，建造電廠時(shí)反應(yīng)堆周?chē)](méi)有建筑任何作為屏障用的安全殼。這使得蒸汽爆炸造成反應(yīng)堆破損后，放射性污染物得以直接進(jìn)入環(huán)境之中。

反應(yīng)堆已經(jīng)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)超過(guò)一年以上，儲(chǔ)存了核裂變的副產(chǎn)物。這些副產(chǎn)物增強(qiáng)了不受控制的反應(yīng)，使事故更難以控制。

當(dāng)反應(yīng)堆溫度過(guò)熱，設(shè)計(jì)的缺陷使得反應(yīng)堆容器變形、扭曲和破裂，使得插入更多的控制棒變得不可能。

值得注意的一點(diǎn)是操縱員閉鎖了許多反應(yīng)堆的安全保護(hù)系統(tǒng)——除非安全保護(hù)系統(tǒng)發(fā)生故障，否則是技術(shù)規(guī)范所禁止的。

1986年8月出版的政府調(diào)查委員會(huì)報(bào)告指出，操縱員從反應(yīng)堆堆芯抽出了至少205枝控制棒（這類(lèi)型的反應(yīng)堆共需要211枝），留下了六枝，而技術(shù)規(guī)范是禁止RBMK-1000操作時(shí)在核心區(qū)域使用少于15枝控制棒的。