يوجد العديد من التحديات في الهندسة الزراعية الحيوية، بعضها يشمل:
1- تصميم النباتات المعدلة وراثياً (GMOs) لتحمل الظروف البيئية القاسية، مثل نقص المياه وتلوث التربة.
2- تحسين جودة وكمية المحاصيل والنباتات المستخدمة في الأغذية الحيوانية.
3- تحسين الإنتاجية والكفاءة في الزراعة، وتقليل التكاليف وزيادة الربحية.
4- تطوير تقنيات جديدة لتحسين وتسهيل الإنتاج الزراعي، مثل استخدام التحكم عن بعد في الري والعثور على حوامل للأمراض والحشرات.
5- التركيز على التنوع الحيوي والحفاظ على الصحة البيئية، وذلك من خلال تحسين نوعية التربة وتعزيز صحة النباتات والحيوانات.
6- تحسين استخدام المواد الكيميائية الحيوية في الزراعة وتطوير مبيدات حشرية طبيعية، وذلك من أجل الحد من التلوث وتحسين صحة الإنسان.
7- تطوير تقنيات جديدة لتحلية المياه المالحة وإعادة استخدام المياه العادمة في الزراعة لتحقيق استدامة في استخدام المياه.