首先最主要的原因就是气压问题。随着海拔每上升1000米，大气压力会下降12%，这导致高空气压过小。如果没有足够的气压作为推动力，直升飞机就很难产生足够的力气来完成抬升动作，这是限制其飞行高度的首要因素。
直升机为什么不能飞得太高？
直升机面临的另一个瓶颈是桨叶线速度的限制。直升机桨叶比固定翼飞机的涡扇发动机桨叶长得多，因此在桨尖部分的线速度非常大。比如5米长的桨叶以600RPM转速运行时，桨尖速度已接近音速。如果加上直升机前进的速度，可能在较低转速下桨尖就已超音速。
对于直升机来说，空气密度直接影响升力。就像固定翼飞机在10米高度悬停可能只需200RPM转速，但随着高度增加、空气变稀薄，作用在桨叶上的升力变小，就需要增加转速来维持升力。例如在500米高度，可能就需要300RPM的转速才能保持悬停状态。
除了气压，地球大气层的空气分布也不均匀。海拔越高的地方，空气密度下降的程度就越厉害。这意味着在极高的高度，比如接近珠穆朗玛峰的高度时，由于缺乏合适的空气密度，飞机也难以完成爬升飞行，无论它原本多么强大。
当桨尖速度达到超音速时，空气会被剧烈压缩，导致阻力呈指数级上升。同时，与空气摩擦产生的热量会急剧增加，这对桨叶的材料提出了极高的要求。长时间超音速飞行会使材料温度升高，导致硬度和韧性急剧下降，在巨大离心力作用下极易引发事故，这是限制直升机高度和速度的关键原因。