Sebbene l'IMC sia un efficace strumento di valutazione di sovrappeso ed obesità, non è però in grado di valutare l'effettiva composizione corporea di un individuo. L'IMC non distingue la massa grassa dalla massa magra, con il rischio di sovrastimare il grasso corporeo in soggetti, come gli sportivi, che hanno una corporatura muscolosa, oppure di sottostimare il grasso corporeo in soggetti, come gli anziani, che hanno minore massa muscolare.

Un altro limite dell'IMC è la mancata distinzione tra uomini e donne. Normalmente le donne hanno più grasso rispetto agli uomini, che invece presentano una massa magra maggiore.

L'IMC non può essere applicato a soggetti di età inferiore ai 18 anni, per i quali è necessario l'utilizzo delle curve di crescita per età e sesso.

Nell'anziano l'IMC è influenzato da vari fattori, tra cui le modificazioni biologiche correlate con l'età, lo stato di salute, lo stile di vita e i fattori socioeconomici. Per entrambi i sessi l'IMC inizia a diminuire dopo i 70-75 anni come conseguenza della diminuzione del peso corporeo. Se anche la statura diminuisce, come spesso avviene in età avanzata, la diminuzione dell'IMC risulta inferiore a quella che si avrebbe in soggetti la cui statura si mantiene stabile.

Nelle donne che ricercano una gravidanza l'IMC pregravidico (al concepimento) è generalmente importante per valutare l'eventuale rischio di sviluppare un diabete gestazionale in quanto un IMC superiore a 25 è considerato un fattore di rischio per questa patologia.

L'IMC è stato validato nella popolazione caucasica, alcune osservazioni hanno evidenziato come nelle popolazioni asiatiche ci sia un elevato rischio di diabete tipo 2 e malattie cardiovascolari anche con un IMC <25. La diversa struttura caratterizzata da una maggiore massa grassa o una minore massa magra probabilmente rende tale indice meno adatto a valutare il rischio in queste popolazioni.

L'IMC non permette di conoscere la distribuzione del grasso corporeo che invece è importante identificare. La distribuzione di grasso "a mela", tipicamente maschile, detta "androide" (o anche centrale, viscerale) si associa ad una maggiore presenza di tessuto adiposo nella regione addominale, toracica, dorsale. La distribuzione di grasso "a pera", tipicamente femminile, detta "ginoide" (o anche sottocutanea) si caratterizza, invece, per una presenza delle masse adipose nella metà inferiore dell'addome, nelle regioni glutee e in quelle femorali.