هندسة التربة المائية تتعرض للعديد من التحديات في مجال البيئة والتنمية المستدامة، ومن أبرزها:
1- تدهور جودة المياه الأرضية والجوفية بفعل التلوث الناجم عن عمليات الصرف الصحي ونفايات الصناعات والزراعة.
2- تغير المناخ العالمي وزيادة درجات الحرارة وانخفاض نسب الهطول، مما يؤدي لنقص المياه العذبة وتقليل الفرصة لاستدامة الإنتاجية الزراعية.
3- نقص التنوع البيولوجي ونفيذ المساحات الخضراء بسبب توسع النمو السكاني والعمراني، وزيادة استهلاك الموارد الطبيعية.
4- عدم وجود خطط تنموية مستدامة وتضم آليات للحفاظ على الموارد المائية واستدامة استخدامها، أو تطبيق الأنظمة القائمة على المياه والري المتكامل.
5- ندرة المياه في البلدان النامية وصعوبة الوصول إلى المياه الصالحة للشرب.
6- عدم وجود قوانين وقرارات تشجع وتدعم استخدام المياه بطريقة مستدامة وغير مضرة للغلاف الجوي وللبيئة.
7- زيادة الطلب على الموارد المائية بسبب تنامي الجماعات البشرية وتطور طرق الزراعة والصناعة وفي الوقت نفسه انخفاض نسب التوزيع العادل للموارد المائية.