تمثل التحديات الحالية في الكيمياء الضوئية العديد من المجالات مثل:
1- تطوير مواد جديدة وفعالة للاستخدام في التطبيقات الضوئية مثل الألوان والمستحضرات الفعالة من حيث التوافق البيئي والتكلفة والخصائص الضوئية.
2- تصميم أنظمة ضوئية وكهربائية وتطبيقات التحكم الضوئي والموجه للحماية من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
3- فهم الآليات الكيميائية والفيزيائية والإلكترونية لهذه المواد وتحسين أداءها في التطبيقات الضوئية.
4- تطوير تقنيات جديدة لإنتاج وتشخيص الأجزاء النانوية لتحسين خصائص المواد في التطبيقات الضوئية.
5- تطوير نظم تحكم عالية الأداء والتحكم الدقيق لتطبيقات الأنظمة الضوئية مثل الشاشات الذكية وأجهزة العرض والمستشعرات.
6- إنتاج المزيد من المواد الجديدة والمتطورة المستخدمة في الإضاءة والعرض والبصريات وأنظمة التحكم في الإضاءة والتي تتطلب تقنيات حديثة ومتطورة.