不同频谱、不同空间尺度、不同光谱尺度以及不同时间尺度的卫星、航空、地面的遥感数据、数据类型及数据量的多元化极大地丰富了遥感地质勘查的信息，同时也造成在遥感地质矿产信息提取、多源遥感数据地质找矿建模、多源海量数据处理等能力的滞后，以及遥感地质信息的冗余与综合利用不足二者之间的困境。另一方面，却又面临着国产遥感数据保障困难，载荷参数设置的针对性不足，遥感地质勘查系统滞后等问题。
(1)地物波谱研究系统性差，识别精度与准确度、定量评价有待深入研究
目前，遥感地质信息机理、岩矿波谱(反射、发射、微波等)特征及其地质意义等，我国基本上依靠国外的研究成果，远不能满足国内地质勘查应用的需求。由于数据源问题，国内仅有少数单位作了较系统的矿物填图和成分识别研究，研究工作仅在个别试验区开展，区中实际能识别出的矿物仅十几种，其余矿物的识别规则尚未能在实践中加以检验。因此，矿物的丰度、成分及浅覆盖区的矿物识别等近年国际研究的重点，我国尚处于起步阶段。对一些光谱特征相似或接近的矿物，如白云母与伊利石、绿泥石与绿帘石等，识别和区分能力还不够高，会发生一定的混淆或误判。可见，我国地物波谱的研究缺乏系统性，需要开展专项研究，以加强与遥感地质本身有关的岩石矿物的地物波谱测试与研究。
同时，遥感蚀变信息的准确度、识别的可靠性、定量化程度有待提高，遥感蚀变信息的异常分级与成矿地质意义上的异常关系问题等，还有待深入研究与探讨。对矿物识别的可靠性、不确定性、敏感性、识别灵敏度及检出限等问题，仅作了一些定性的分析，缺少定量化的指标。岩石和矿物发射光谱特性的关系及其影响因素需要进一步的研究。遥感影像在识别岩性方面，对于火成岩的研究相对而言较成熟一些，对于沉积岩和变质岩的研究则相对较少。对热红外遥感技术的研究有待加强。对热红外的研究已经将热红外谱域的研究范围延伸到3～5μm和17～25μm，但是对这2个热红外谱域的岩石、矿物光谱特性还知之甚少。另外，植被覆盖作为自然景观区中的一大干扰因素，从中提取蚀变信息依然成效不明显。
(2)开发基于高光谱遥感矿物微观信息的找矿应用模式和找矿模型
我国遥感地质的基础研究匮乏。目前高光谱技术多集中在矿物识别的理论与技术方法方面，我国仅限于异常信息的提取等，在地质矿产资源评价、地质成矿作用等方面应用层次还比较浮浅，结合具体的地质问题开展深层次的应用刚刚起步，还没有迈向异常信息与成矿机理相结合的高度。如基于矿物填图的成矿模型建立、矿物成分与结构变化与成矿作用的相关分析、热液成矿系统分析、不同矿床和油气田的标志矿物分析等，我国与国际先进水平还有一定差距。这与目前矿床学领域已经从成矿系列、成矿系统、成矿省等方面进行区域性成矿预测与深部隐伏矿床探测的系统综合研究不相适应。为此，我国需要大力加强基于高光谱技术的地质成矿作用过程模式研究以及综合建模分析。
(3)进一步研究遥感地质应用机理
理论基础和应用基础的研究不足或滞后，已成为我国遥感技术进步和应用向纵深发展的障碍。如遥感地质信息机理、岩矿波谱(反射、发射、微波等)特征及其地质意义等，基本依靠国外的研究成果，远不能满足国内地质勘查的应用需求。地物的电磁波信息主要有五类，分别为地物的电磁波反射信息、辐射信息、极化信息、偏振信息、相位信息等，这些信息均与地质信息相关，研究这些信息的表现规律与机理将深化遥感技术在地质调查中的应用。
(4)缺少能够规模化、业务化运行的遥感地质勘查系统
经过几十年的发展，我国各种遥感数据的信息提取方法已经有了大量的积累。从多光谱遥感的波段运算，到高光谱遥感的光谱匹配、端元选取、解混等，都有了大量的研究。但是这些方法大多只能处理少量数据或者针对特定区域的某些数据，而不能形成规模化、业务化的工程化运用规模，缺乏像Tetracorder等专业化、智能化处理系统，未能形成规模化生产能力，与应用需求不相适应。一些重要处理步骤，如大气校正、混合像元分解及端元选择等工作，还需较多人为干预，妨碍了技术的普及推广。对目前空间分辨率的遥感图像而言，光谱的混合响应引起的干扰问题依然是遥感蚀变信息提取最大的影响因素。其混合的机理，尤其非线性混合的机理研究还有很多工作要做。
(5)适合矿产资源探测的星载、机载传感器及地面光谱仪等遥感装备急需研发
尽管我国在遥感矿物填图、矿化异常识别等技术开发方面取得了一些突破性进展，但由于地质矿产资源遥感调查的特殊性，国外在应用需求牵引下研制的传感器还是难以全面满足符合我国国情的遥感地质调查需求，加之国外对传感器等敏感技术的封锁，客观上造成我国对遥感地质调查急需数据的缺乏，比如适合于矿物填图的高光谱数据就因为数据的缺乏，而难以被快速、全面推广应用。同时，由于涉及国防等秘密，目前高分数据和高光谱数据的获取并不容易，地面精细构造的信息提取能力不足，所以商业化运行的高分卫星和高光谱卫星很难获取这些数据，并且已获得的数据质量不高。虽然国内外都在大力发展星载和机载遥感技术，但是目前还缺乏专门针对矿产资源和能源探测的星载、机载传感器以及地面光谱仪。为此，我国需要开展用于矿产和能源探测应用遥感器优化设计的研究工作。