تواجه عملية إدارة الموارد المائية في العراق العديد من التحديات، ومن أهمها:
1- ندرة المياه النظيفة بسبب تلوث المياه والتلوث الناتج عن النفط والحرائق.
2- الضعف في البنية التحتية لإدارة المياه والعقبات التي تواجه التنمية المستدامة للموارد المائية.
3- زيادة الطلب على المياه نتيجة للنمو السكاني والتنمية الاقتصادية.
4- النزاعات المائية والسياسية بين الدول المجاورة.
5- تغير المناخ وزيادة التساقطات المطرية الغزيرة باتجاه جفاف وجودة مياه سيئة خلال فترات الجفاف.
6- ظاهرة التصحر وتدهور جودة المياه نتيجة الري الزائد والتشغيل الزائد للمجاري الرئيسية.
7- إدارة الموارد المائية السيئة وعدم توفير آليات عمل فعالة لإدارة وتخطيط الكميات المتاحة والنفايات والتلوث، إضافة إلى عدم وجود القوانين واللوائح الملائمة.