Основные ограничения метода наименьших квадратов:

• Не учёт погрешности отдельного измерения. 1 Метод не применим, если количество точек мало, а погрешность измерения каждой точки велика или имеет преимущественно систематический характер. 1
• Не учёт возможной систематической ошибки. 1
• Обоснование применения только при достаточно большом количестве точек. 1 Метод не даёт точных результатов для неравномерно распределённых данных или для данных, содержащих выбросы. 2
• Предположение, что ошибки в независимой переменной незначительны. 2 Это предположение может привести к ошибкам оценки и повлиять на проверку гипотез, особенно когда ошибки в независимых переменных значительны. 2

Также метод наименьших квадратов предполагает, что данные распределены равномерно и не содержат каких-либо выбросов. 2