1、日本海軍驕傲自大，狂妄輕敵。驕兵必敗，這是日本海軍在這次海戰中的真實寫照，也是日本海軍在這次海戰中失敗的根本原因。戰爭初始階段，日本海軍表現很好，尤其是偷襲珍珠港，做到了計劃周密，準備充足，作戰精確無誤，取得了意想不到的輝煌戰果。但是由於這個階段過於順利，使日本海軍上下被勝利衝昏了頭腦。在這次海戰上，沒有了開戰初期那種兢兢業業的態度。作戰計劃制定倉促，漏洞百出，對反對意見置若罔聞。而對作戰計劃進行檢驗的圖上演習也是敷衍了事。例如，演習中南雲部隊在空襲中途島時遭到美陸基飛機的攻擊，裁判判定日本艦隊被命中9次，兩艘航空母艦被擊沉。可主持演習的宇垣少將命令將命中次數改爲3次，改判爲一艘航空母艦被擊沉，另一艘輕傷，可不久這艘被擊沉的航空母艦又從海底浮了上來，參加了下一階段的戰役。而日本南雲忠一中將的第一機動部隊的官兵也對戰役抱着“無論是什麼任務我們都可以完成”的態度，沒有認真準備。日本海軍全軍上下狂妄自大，這也是導致後來一連串錯誤，致使日本海軍失敗的根源。
2、情報戰的失敗。戰爭在當時已經向多維空間發展，情報戰和信息戰已經成爲制約戰爭勝利的主要因素之一。在這次海戰中美軍取勝的王牌就是事先破譯了日本海軍的密碼，在戰役爆發前就瞭解了日本海軍的作戰計劃和作戰部署。這樣就能集中力量伏擊日軍。當時負責密碼破譯的萊頓中校向司令部預報：“日本機動艦隊將從西北方來，方位325度，將在離中途島175海里的地方被我們發現，時間是中途島時間6時。”當在準確的時間發現日本艦隊後，尼米茲向萊頓中校說：“祝賀你，與你預報的只差了5海里。”反觀日本，他們在戰前沒有蒐集到任何有價值的情報，預定的偵察行動也由於種種原因取消了。因此對敵情作出了完全錯誤的判斷。雙方一明一暗，使美國享盡了先機之利。
3、日本作戰計劃的錯誤。首先，日本犯了分散兵力的錯誤。日本的艦隻雖多，卻被分爲相互不能直接支援的六支，將2艘航空母艦用於遙遠的北方，使得在中途島方向主要靠南雲艦隊的4艘航空母艦，這4艘航空母艦上共有艦載機261架。美國集中了自己的力量，全部可用於中途島方向的飛機達到354架，在數量上反而佔了優勢。其次。在給南雲艦隊的任務是兩個根本矛盾的任務。一個任務是6月5日空襲中途島，爲登臨作戰作火力準備。這就嚴格限制南雲艦隊的行動自由。可另一個任務確是與敵人艦隊接觸並殲滅之，這又要求南雲艦隊根據情況完全機動行事。由於沒有指明哪個優先，使南雲艦隊無所適從。被迫在兩個波次的飛機上裝載了完成不同任務的彈藥，後來因爲更換彈藥延誤了時間，延誤了戰機，遭受滅頂之災。第三，沒有重視情報工作，對蒐集情報的手段不重視，使得沒有正確判明敵情。
4、日本作戰觀念的落後。美國在珍珠港被擊沉了所有的戰列艦，反而使他們放開了束縛的手腳，建立了以航空母艦爲核心的特混艦隊，其他艦隻都圍繞保護航空母艦。而日本雖然運用艦載機取得了偷襲珍珠港的勝利，可海軍中“大炮鉅艦”政策的擁護者還大有人在，包括當時世界上最大的戰列艦“大和”號在內的戰列艦隊被保存在柱島錨地，用來將來決戰之用。它們發揮的作用並不比珍珠港被擊沉的美國戰列艦大。日本海軍不願將戰列艦和航空母艦混合編組爲以航空母艦爲核心的艦隊，讓戰列艦爲航空母艦提供對空掩護，致使南雲艦隊只得靠自己的巡邏機來保護自己。當遭到中途島飛機攻擊時，日本艦隊只得將第二波飛機中的掩護戰鬥機起飛迎戰，造成得到美軍艦隊的情報後已經準備好的俯衝轟炸機沒有戰鬥機掩護，南雲目睹了沒有戰鬥機掩護的美國戰機失敗的下場，不願自己重蹈覆轍，決定重組部隊後再進攻美國艦隊，使得戰機延誤。而且爲登陸作戰作火力準備的任務完全可以由戰列艦隊擔任，這樣就能放開南雲艦隊的手腳。
5、作戰指揮的錯誤。首先是忽視了偵察任務。南雲艦隊沒有專門的偵察機飛行隊，由於不願分散進攻力量，南雲艦隊的偵察任務主要由編隊中戰列艦和巡洋艦上的老式水上飛機擔任。那天日本艦隊沒有進行雙相搜索，進行單相搜索的飛機中有2架出現故障，延誤了起飛時間，造成發現美國艦隊遲誤，直接影響戰局。第二，當南雲得到美國艦隊的情報後，沒有采納山口多聞的建議，立即出動沒有戰鬥機掩護的俯衝轟炸機進攻，導致艦機同沉。第三，山本五十六大將親自率戰列艦隊出戰，爲保持無線電靜默，自動放棄了戰役的指導。
6、兩國科學技術和工業經濟實力的差異。日本在科學技術上落後於美國，一個明顯的證明就是雷達技術的應用。當時美國艦隊已經裝備了雷達，在日本機羣沒有到來就發現並預先做好準備，而日本艦隊沒有裝備雷達，所有警戒全靠目測，當美國俯衝轟炸機借雲層的掩護攻擊時，無法及時作出反應。而雙方的工業經濟實力也起了很大作用。在中途島海戰前發生了珊瑚海海戰，日本的航空母艦“翔鶴號”受傷，需要一個月的修理時間，“瑞鶴號”由於人員損失太大也無法執行戰鬥任務。美國的航空母艦“列剋星敦號”沉沒，“約克城號”受傷。美國爲了讓“約克城號”參加中途島海戰，集中全力對“約克城號”進行了三天三夜的搶修，終於使它重上戰場，爲勝利的取得立下了汗馬功勞。雙方在這裏就能比較出水平高下，日本減少了2艘航空母艦，美國卻增加了1艘，雙方航空母艦的對比變爲4：3，大大減少了雙方的差距，爲美國獲勝打下堅實的基礎。
