Hội đồng gồm ba tổ nghiên cứu liên ngành, tập hợp các nhà khoa học từ nhiều cơ quan khác nhau để phối hợp, đối chứng kết quả phân tích và tập trung đi sâu vào các hướng nghiên cứu về tác nhân hóa học, sinh học, khí tượng, thủy văn và động lực học biển. Việc phân tích mẫu được thực hiện tại các phòng thí nghiệm với hệ thống máy móc hiện đại của các nước tiên tiến trên thế giới như Mỹ, Nhật, Thuỵ Sĩ.
Theo Bộ Khoa học và Công nghệ, cho đến nay gần 100 chuyên gia từ hơn 30 viện nghiên cứu, trường đại học trong nước liên quan đến nhiều lĩnh vực khác nhau bao gồm: nuôi trồng thủy sản, môi trường, địa chất - địa vật lý biển, hóa học, cơ học, công nghệ vũ trụ, kiểm định an toàn vệ sinh thực phẩm, hóa dầu, khai thác khoáng sản... đã vào cuộc tham gia phân tích nguyên nhân của hiện tượng hải sản chết bất thường tại bốn tỉnh miền Trung. Theo đó, các chuyên gia đã lấy hàng trăm mẫu để phân tích: mẫu cá chết trên biển, mẫu cá chết trong lồng, mẫu nước, mẫu trầm tích, sinh vật phù du… nhằm xác định các độc tố trong nước, bệnh dịch thuỷ sản, sự hiện diện của tảo độc và các thông số khác về môi trường nước, phân tích cả số liệu về động đất để đánh giá khả năng của hiện tượng sốc nhiệt và các ảnh hưởng khác do động đất gây ra; cácsố liệu về viễn thám sẽ được dùng để phân tích dòng chảy, nhiệt độ, hàm lượng chlorophylla, sự hiện diện của dầu loang.
Kết quả sơ bộ cho thấy, không có nguyên nhân từ bệnh dịch, dầu loang, hiện tượng sốc nhiệt và các ảnh hưởng khác do động đất gây ra. Hai nguyên nhân đang được tập trung phân tích, đối chứng kết quả và đánh giá là: nguyên nhân sinh học và nguyên nhân hoá học.
Trước đó, một đoàn chuyên gia gồm 05 nhà khoa học đến từ Mỹ, Đức, Nhật Bản, I-xra-en cùng một số nhà khoa học Việt Nam đã đến Hà Tĩnh để đánh giá xác định nguyên nhân hải sản chết hàng loạt một cách độc lập và đánh giá kết quả của các đoàn kiểm tra liên ngành.