تواجه التلسكوبات الفضائية العديد من التحديات في المستقبل، ومن بين هذه التحديات:
1- التحديات التقنية: فالتكنولوجيا الحالية لا تزال تعاني من بعض القيود والعيوب التي تعوق إمكانية تحسين التكنولوجيا الفضائية، على سبيل المثال تصميم وبناء التلسكوبات الفضائية ومقاومتها للظروف الفضائية.
2- التحديات المالية: غالبية التلسكوبات الفضائية تتموضع في مراكز فضائية تتطلب تمويلًا ضخمًا. ومن الممكن أن يؤدي الاختلافات في الموازنات بين الدول والتغيرات في السياسات الحكومية إلى تشديد المشكلات المالية القائمة في بعض الأحيان.
3- التحديات البيئية: يمكن أن تتسبب آثار مركبات الوقود الأولية والملوثات الأخرى على البيئة في تأثير سلبي على البيئة والصحة العامة.
4- التحديات القانونية: قد يكون من الصعوبة تفادي المشكلات المترتبة على نزاعات الحدود الجوية أو ثراءات الدول.
5- التحديات العلمية: من الممكن أن يشمل ذلك الضرورة للوصول إلى المصادر الجديدة للأسرار العالمية والتمكن من الاضطلاع بها.