CNN引述消息稱，其中一個炸彈疑被放在一個壓力煲內，然後藏於一個背包內，估計是用計時器引爆。而研究恐怖活動的專家認為，初步看來，這次炸彈襲擊未必是恐怖組織發動，反而像是本土極端分子所為，甚至是瘋狂獨行俠所為。
波士頓馬拉松是國際賽，確可能吸引極端分子施襲。美國警方早於2003年曾發表報告稱，馬拉松可能成為「恐襲目標」，因為賽事有大量跑手及觀眾，又有電視直播，規模夠大兼具象徵意義，吸引各地恐怖分子下手。但初步資料顯示，今次兇徒使用的爆炸裝置是土製炸彈，而非可釀成更大傷亡的精密炸彈。專家稱，今次爆炸冒出白煙，可能是用市面有售的火藥，而非軍用炸藥；憑爆炸裝置種類推測，相信襲擊不是由外國政府或大型國際恐怖組織策動，反而像本土恐怖分子所為。
前FBI反恐調查員羅西尼（Mark Rossini）說，今次襲擊與2004年馬德里連環炸彈襲擊類似，涉及多個爆炸裝置，而且裝置爆炸後造成火球，顯示炸彈可能使用丙烷或汽油作為助燃劑，與馬德里襲擊案類似。他估計，爆炸裝置不是在賽前安放，可能是存於背包、賽事進行時拿到終點線附近後引爆。
