Существует несколько популярных версий происхождения фразеологизма. Ни одна из них, впрочем, так и не была подтверждена.
Самая распространенная гипотеза связана с системой вентиляции в русских избах. Крестьянские дома раньше часто топили «по-черному» — то есть не выводили дым из печи наружу. Из-за этого в комнатах становилось дымно. Чтобы тепло сохранялось, дом не проветривали часто, поэтому в нем не хватало свежего воздуха. Концентрация дыма повышала содержание углекислого газа в воздухе, и он становился плотнее. Достоверных сведений о том, почему и как именно загазованность воздуха измеряли топором, не сохранилось.