تواجه علم العمليات في العصر الرقمي العديد من التحديات، من بينها:
1- تزايد تعقيد العمليات الرقمية، حيث يصعب على علم العمليات إدارة وتحسين عمليات ضخمة ومعقدة.
2- التغيرات المتسارعة في التكنولوجيا، التي تتطلب من علم العمليات التكيف مع تلك التغيرات وتبني أحدث التقنيات والأدوات.
3- الحاجة إلى تحقيق توافق شامل مع الأنظمة الرقمية المختلفة، وتحقيق التكامل بينها وتحسينها.
4- تحفظ البيانات، والسيطرة على الأمان السيبراني.
5- تحسين مستوى العمليات الرقمية، وزيادة الكفاءة والإنتاجية.
6- تحديد وتفعيل المؤشرات الكفاءة والفعالية للعمليات الرقمية .