تواجه الكيمياء الطبية العديد من التحديات، بما في ذلك:
1- تطوير أدوية جديدة: يعد تطوير أدوية جديدة أحد أكبر التحديات الذي تواجه الكيمياء الطبية، حيث يتطلب ذلك دراسة مفصلة لنظام الجسم، وحفظ التوازن بين الفاعلية والسلامة.
2- مقاومة الميكروبات: يزداد تزايد الميكروبات المقاومة للمضادات الحيوية تحدٍا كبيرًا للكيمياء الطبية، ويتطلب التعامل مع ذلك بطرق مختلفة وإيجاد حلول كيميائية أكثر فاعلية وشرعية.
3- التقنية الحيوية: سرعة التطور في التقنية الحيوية تعني زيادة في الاحتياجات الكيميائية الطبية، لتلبية الاحتياجات الجديدة وتطبيقها.
4- التأثير على البيئة: يتعين على الكيمائيين الطبيين تطوير حلول وأدوات كيميائية تحد من التأثيرات البيئية السلبية وتحافظ على البيئة ومواردها.
5- تعليم الجمهور: يتطلب مساعدة الجمهور، بما في ذلك المرضى والمهنيين في الرعاية الصحية والقطاع الصناعي، فهما أفضل لدور الكيمياء الطبية وأهميتها ومنفعتها للإنسانية والمجتمع.