Do Manual de referência do MySQL :

Então parece que é possível que todo o conjunto de resultados é conhecido antes do LIMIT é aplicado. Mas o MySQL tentará tudo o que puder para não fazê-lo. E você pode ajudar fornecendo índices úteis que correspondem às suas consultas.

EDIT:Além disso, se o conjunto não for classificado, ele encerra o SELECT operação assim que transmitir linhas suficientes para o conjunto de resultados.