ただし、回生ブレーキを使うためには、車両から送り返される側の電圧が架線側より高くなければ充分な電力回生を行うことができず、ブレーキ性能が低下する現象（回生失効）が発生してしまうため、負荷となる変電所内設備や他の電車（列車）が一定以上必要となる。また、変電所・架線等の事故や集電装置破損時には回路が絶たれるために使用できなくなる問題がある。また、架線のある距離の区切られた区間で、電力を消費する他の列車が走行していなかったり、他の列車が同時に回生ブレーキを掛けると回生ブレーキが効かなくなる回生失効が発生するため、電力を消費する他の列車が走行している確率が低い場合や、送電設備にかけるコストも限られるローカル線、特に安定したブレーキ性能の要求される路面電車や急勾配線等では、あえて発電ブレーキを採用したり、回生ブレーキを採用する場合にも発電ブレーキと併用することが多い。
交流電化においては比較的変電所の回路が簡単（降圧のみで整流を行わない）で、架線から変電所を通し、電源側への回生も容易である。また、き電区間が長いため（距離が長くなれば列車本数も多くなる）、発生した電力を他の車両が消費する機会も多い。もっとも、国鉄時代に技術が確立された日本の交流車両や交直流車両は、直巻整流子電動機を動力に用いる直流車両に（変圧器と）整流回路を追加した方式である。すなわち、交流側に電力を戻すには、車両側から架線側と同じ周波数と位相に合わせた少し高い電圧を電気を架線に戻さなければならないため、可逆コンバータ（インバータ機能を持つ整流回路）を搭載する必要があり、最近まで回生ブレーキはあまり用いられていなかった。近年の半導体の電力変換技術の進歩によって、PWMコンバータにより架線側の周波数と位相に合わせた電気を架線に戻すことが容易になり、交流区間でも回生ブレーキが一般に使用されるようになった。
鉄道の電気車における回生失効.
回生失効とは、回生ブレーキにおいて回生出力に対する負荷が確保できず、制動能力が低下または無効となる現象である。時に鉄道の電気車（常に架線から集電するもの）においては、集電装置の離線や返却先である架線の電圧が極端に高い場合、また返却した電力を消費する列車がない場合に発生する。これが起きるとほぼ完全にブレーキが利かなくなる。