1. 地球是圓的，地圖是平的。
一般而言，距離超過400公里時，地球表面兩點的最短距離，投影到地圖上就和直線有了明顯區別，在這種情況下，選擇直航時，飛機在地圖上的投影就是一條曲線。這個差別在長距離才會顯得很明顯。
早期來說，為了導航方便，一般採取等角航線，即測量出出發地和目的地之間的磁角夾角，然後只要保持飛機航線恆定就可以到達目的地了，此時航跡在地圖上的投影就是一條直線。但是隨著導航技術發展，就開始採用大圓航線，而大圓航線在地圖上的投影就是曲線了。
參考下圖，地圖上的Great Circle Route（大圓航線）看似曲線，實際上的距離要比直線的Rhumb Line（等角航線）短得多。 更詳細的數學解釋可以參考：Great circle。
2. 導航技術限定，飛機只能向臺或背臺飛行。
目前最成熟的導航技術是IR（慣性導航）和VOR/DME（指向臺）導航技術，這兩種技術疊加可以保證飛機導航精度達到RNAV2，即在航行全過程中，95%以上的時間裡定位精度在2海里以內，而VOR的一個缺點是依賴於導航臺，且飛機只有在航向面向或背向VOR臺時才能獲得比較高的精度，因此飛機的航跡本質上就是從一個VOR臺飛向另一個VOR臺，在距離VOR臺約10海里左右開始轉向像一個VOR臺繼續飛行。
借用別人的一張圖說明，十字星標就是不同的VOR臺，粉紅色的線就是飛機的軌跡，由於導航臺的數量限制，飛機只能採取曲線飛行。
很多業內也說了，十字星不是VOR臺，他的標準名字是Waypoint，為了省去解釋為何在要在航路點之間直線飛行，我就簡單描述為導航臺了，便於業外理解。Waypoint 在航空業早期，實際上就是地上一個明顯的地形/標誌物等，又叫地標，飛行員就是靠目視對準地標飛來保證自己航路正確的。隨著無線導航技術發展，VOR臺就成為主要的Waypoint了。進一步的，隨著GPS的應用，Waypoint理論上可以隨機選取地球表面任一位置設置，只需要對該處進行GPS校準即可，這也就是RNAV的航路點設定來源了。在PBN運行前，飛機只能以直線在航路點直接飛行，因為：1. 只要在航路點確認高度符合要求，在兩點之間的直線上飛行，一定沒有觸地風險；2. 沿航路飛行，空管只需要監控飛機的速度和順序，就可以保證沒有碰撞風險，加入偏置和單向高度層後，對飛也不存在碰撞風險。因此，目前為止，飛機只允許在Waypoint之間的直線上飛行。未來普及PBN後，才可以不依賴Waypoint飛行。PS：RNAV跟PBN的區別，業內瞭解就行了，我懶得展開了。關於GPS精度，靜止狀態下GPS精度可以達到10米級別，經過校準的可以達到1米甚至更低，飛機在停機坪上做導航校準時，可以達到分米級別。但是在高速運動狀態下，一方面精度降低，另一方面就必須考慮系統延遲了：如果飛控計算機晚了一秒獲得位置信息，或者操作指令晚了一秒，位置可就差了幾百米了。
有人會問GPS呢？GPS直到第三代系統開始投入，約2005-2009年，才可能在全球範圍內達到RNAV2精度。對此，國際民航組織從2008年開始，逐步開始對基於GPS導航的導航設備開始論證使用，目前在歐美大陸，通過認證的飛機已經可以開始實行PBN導航，即不依賴VOR臺的自由設計航線，中國大陸規劃在2013年開始，2016年全面在民航採取PBN導航。
3. 地形/氣象/空管限制，某些區域必須繞行。
這個應該很好理解，比如山峰、雷雨雲、禁飛區之類，就不多說了。
4. 適航規章限定，主要是ETOPS規定。
這個是由於早期飛機發動機可靠性不足引入的規定，當時雙發飛機很容易在飛行過程中出現單發失效，此時會對飛行性能造成嚴重影響，同時也給飛行員帶來額外的負擔，因此規定飛機的全航路中，任何一點到最近的備降機場的距離不得超過60分鐘的航程，以便在飛行員疲勞或飛機結構受損到不可接受前，飛機能夠著陸。當然，現在隨著發動機可靠性提升，ETOPS限制普遍提升到了120分鐘，下一代的380和787都在申請150分鐘的ETOPS限制。詳見雙發延程飛行。
這個限制主要體現在跨洋和北極航線上，內陸航線與各航空公司實力有關，對於長距離航線，有實力的航空公司可能會沿路各個機場都簽有保障協議，此時ETOPS只在穿越沙漠和高原是有所影響。實力不足的航空公司則無法和所有機場籤協議，只能選擇性的挑選，就有可能受到一定的限制。
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