تحديات وصعوبات استخدام التلسكوبات الفضائية في الفضاء الخارجي تشمل:
1- تلوث الفضاء الخارجي: يتعرض الفضاء الخارجي لعوامل تلوث من مصادر مختلفة مثل اختبارات التفجير الذري و رواد الفضاء والأقمار الصناعية المعطلة، وهو ما يؤثر على نوعية البيانات التي يتم جمعها من التلسكوبات الفضائية.
2- الأشعة الكونية: تؤثر الأشعة الكونية على عمر العدسة وتحد من عمر التلسكوبات الفضائية.
3- الاهتزازات: يمكن أن تؤثر اهتزازات الصواريخ والانفجارات والتداخلات الكهرومغناطيسية على عمل التلسكوبات وتلفها.
4- الحرارة: يجب مراعاة درجة حرارة الفضاء الخارجي واختلاف درجات الحرارة العالية والمنخفضة بين اليوم والليل عند تصميم التلسكوبات.
5- التحكم والتدريب الضروري: يحتاج التحكم والتدريب لفريق خبراء مؤهل حتى يتم الحصول على بيانات دقيقة وجيدة من التلسكوبات الفضائية.
6- زمن الانتظار: يستعين التلسكوب الفضائي بالجاذبية الأرضية لإطلاقه، والتي تحدد توقيت وتكلفة اطلاق التلسكوب ولكن يمكن وجود تأخير في إصدار القرار لاطلاقه.