تواجه بحث الأحياء البحرية العديد من التحديات، ومن بينها:
1- صعوبة الوصول إلى المناطق البحرية العميقة: حيث تكون تلك المناطق صعبة الوصول وتتطلب تكنولوجيا متقدمة للوصول إليها ودراسة الكائنات الحية الموجودة فيها.
2- تكلفة البحث: يعتبر بحث الأحياء البحرية تكلفة مرتفعة بسبب الضرورة في استخدام وسائل نقل وتجهيزات خاصة، بالإضافة إلى التكاليف المرتبطة بتحليل العينات والتجارب المعملية.
3- قلة المعرفة والبيانات: لا يزال هناك الكثير من البيئات البحرية التي لم يتم دراستها بشكل كافٍ، وبالتالي ليس لدينا معرفة كافية عن الكائنات الحية الموجودة فيها وعن تأثيرات التغيرات المناخية والبيئية عليها.
4- التلوث والتغير المناخي: يعتبر التلوث البحري والتغير المناخي تهديدًا كبيرًا على الأحياء البحرية، حيث يؤثران على التوازن البيئي والتنوع البيولوجي للمحيطات.
5- الحفاظ على التنوع البيولوجي: يعتبر الحفاظ على التنوع البيولوجي للأحياء البحرية تحديًا كبيرًا، حيث يجب علينا تطوير سياسات وإجراءات لحماية هذه البيئات والكائنات الحية الموجودة فيها من الانقراض والتدهور.