La madre presuntamente puso al bebé, que iba en un portabebés, en una cinta para equipaje pesado que, según informes, estaba parada y se activó por el peso.
El bebé fue trasladado hasta el lugar donde sale el equipaje, se enredó y quedó atrapado en los rodillos.
La policía española dijo que estaba investigando las imágenes de las cámaras de vigilancia, pero que "parece que fue un accidente".
Los trabajadores médicos trataron de salvar la vida del bebé, pero fue declarado muerto en el lugar.
Se espera que un examen post-mortem tenga lugar este mismo jueves o el viernes.
La madre del niño, de nacionalidad estadounidense, había tomado un vuelo de última hora de Londres a Alicante, informaron fuentes del aeropuerto.