Hàng chục máy bay và tàu của nhiều quốc gia trong khu vực và quốc tế đã tham gia tìm kiếm dấu tích của chiếc máy bay xâu số này. Ngoài ra, nhiều công nghệ hiện đại được áp dụng để tìm kiếm các mảnh vỡ của MH370 như ảnh chụp từ vệ tinh.
Sau khi xác định được chiếc may bay này đã rơi xuống phía Nam Ấn Độ Dương, yêu cầu đặt ra là phải thu hồi các hộp đen của chiếc máy bay này để lý giải nguyên nhân MH370 lại đi chệch hướng quá xa và số phận cuối của nó.
Hải quân Mỹ đã điều một thiết bị định vị hộp đen tới Perth, Australia. Thiết bị định vị tín hiệu "ping," nặng 35kg, được gắn với một đoạn cáp và được tàu kéo đi.
Nó được trang bị thiết bị nghe tín hiệu, có thể dò tìm các dấu hiệu của một hộp đen ở độ sâu tới 6.000m.
Nếu không tìm thấy tín hiệu, giai đoạn tiếp theo sẽ là triển khai các thiết bị quét đáy biển sử dụng radar âm sonar để phát hiện bất thường.
Nếu khu vực tìm kiếm có đáy biển nhiều đường đứt gãy, bất thường, các tàu ngầm không người lái Remus sẽ được sử dụng như trong vụ tìm kiếm AF447.
Tuy vậy, công việc tìm kiếm hộp đen và giải mã những bí ẩn về chuyến bay này vẫn giống như mò kim đáy bể.