Bay thẳng từ A đến B có thể là quãng đường nhanh nhất, nhưng phương án này chỉ đúng trên bản đồ 2D, trong khi Trái đất không phẳng.
Có rất nhiều nguyên nhân lý giải cho việc máy bay không bay theo đường thẳng từ A đến B, nhưng hai lý do lớn nhất liên quan đến bề mặt của Trái đất và dòng khí quyển.
Trái đất hình cầu, tự quay quanh trục của nó, nên phần xích đạo như “phình ra”. Do đó chu vi hành tinh ở quanh xích đạo lớn hơn rất nhiều so với ở các vĩ độ cao hơn hoặc thấp hơn, thu hẹp dần về phía hai cực. Điều này đồng nghĩa rằng, khoảng cách khi máy bay di chuyển về phía hai cực ngắn hơn so với bay thẳng theo xích đạo. Đó là lý do các chuyến bay từ Mỹ đến châu Á thường sẽ qua Alaska và Siberia thay vì bay theo đường thẳng, vừa rút ngắn thời gian di chuyển, vừa tiết kiệm nhiên liệu.
Quỹ đạo của chuyến bay dài nhất thế giới từng được ghi nhận là một đường vòng qua cực, thay vì bay thẳng
Hiện tại, chuyến bay từ Singapore đến thành phố Newark, bang New Jersey, Mỹ là chuyến bay liên tục dài nhất thế giới từng được ghi nhận: hành trình hơn 16.700 km kéo dài 18 tiếng 45 phút.
Vận tốc gió trong dòng khí quyển có thể đạt hơn 320km/h, và có thể đưa một máy bay đến đích nhanh hơn, tốn ít nhiên liệu hơn. Ngược lại, nếu một chiếc máy bay ngược dòng khí quyển, phi công sẽ cần bay theo một hướng khác.
Nhiễu động không khí cũng là một yếu tố quyết định quỹ đạo của máy bay. Nguyên nhân chính gây ra nhiễu động là hơi nóng bốc lên từ mặt đất. Nước tản nhiệt tốt hơn mặt đất, nên không khí trên mặt nước ít nhiễu động hơn so với trên đất liền. Điều này giải thích vì sao nhiều đường bay được thiết kế vòng qua biển, thay vì bay thẳng trên đất liền.
Đường bay quanh chu vi nhỏ hơn của Trái đất được gọi là “Lộ trình vòng tròn lớn”.
Đường bay được vạch ra trước giờ khởi hành để chọn ra tuyến ngắn nhất và hiệu quả nhất. Máy bay có thể thay đổi đường bay trong suốt thời gian di chuyển, tùy theo thời tiết, gió và dòng khí quyển (hay dòng tia).
