توجد عدة تحديات تواجه التلسكوبات الفضائية ومن أهمها:
1- تأثير العوامل الخارجية: حيث تتعرض التلسكوبات الفضائية للإشعاع الكوني والجليدي وحتى الحطام الفضائي الذي قد يتسبب في تلف أجزاء التلسكوب.
2- ضبابية الغلاف الجوي: يعتبر هذا التحدي هو أشهرها، حيث تعمل جزيئات الغلاف الجوي على تشويه الصور الفضائية وتقليل دقتها.
3- الكشف عن الأشعة الأثيرية: تعتبر الأشعة الأثيرية هي عبارة عن أشعة انبعاث تأتي من الفضاء الخارجي وتتعامل مع الغلاف الجوي بشكل كبير، مما يصعب عملية الكشف عنها.
4- التصميم الفعال: حيث يجب أن يتم تصميم التلسكوب الفضائي بشكل يجعله مقاومًا للمؤثرات الخارجية ويسمح بتحسين جودة الصور الملتقطة.
5- التقنية المتطورة: يجب الحرص على استعمال التكنولوجيا الحديثة والرصد الدائم عن الأخطاء التقنية والتعامل معها على الفور.