1.实现技术赶超带来的挑战
技术进步的生命周期特点与产业发展阶段，共同决定了后发国家技术进步和实现赶超的难度。总体来看，我国国家质量基础设施正在由“跟跑”过渡到“并跑”,部分领域开始“领跑”。在这样的背景下，技术路线和市场的不确定性增强，政府难以通过计划、规划确定未来的发展方向，国家质量基础设施创新突破的难度较大。特别是在一些领域，我国还没有掌握技术的制高点，仪器设备的核心部件和关键技术受制于人。
2.服务现代化进程带来的挑战
世界范围内新一轮科技革命和产业变革正在兴起。以信息技术为引领，生物技术、新材料技术、新能源技术等技术广泛渗透，交叉融合，带动以绿色、智能、泛在为特征的群体性技术突破，重大颠覆性创新不时出现。如何加快自身创新发展，服务各个新兴领域，对国家质量基础设施的能力水平提出了新要求。
工业化、信息化、城镇化、农业现代化，都离不开标准化。智能制造、“互联网+”、智慧城市建设、电子商务发展、“美丽乡村”建设等，也对国家质量基础设施的能力水平提出新挑战。推进清洁绿色生产，必须加快建立健全节能减排和循环经济标准体系，建立健全低碳产品标识、节能产品认证等制度。
3.适应职能转变带来的挑战
《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》明确指出，政府要加强发展战略、规划、政策、标准等制定和实施，加强市场活动监管，加强各类公共服务提供；加强地
方政府公共服务、市场监管、社会管理、环境保护等职责。政府简政放权后，创新行政管
理方式，加强事中事后监管，实现放管结合、善管善治，对国家质量基础设施提出新任务；在大众创业、万众创新的浪潮中，搭建质量基础设施公共服务平台，服务孵化器、众创空间内小微企业的创业创新，对国家质量基础设施的服务水平提出新要求；创新社会管理需要国家质量基础设施特别是标准工具来细化落实，对国家质量基础设施的能力水平提出新挑战。
4.提升国际化水平带来的挑战
我国正在加快构建开放型经济新体制，特别是自由贸易区战略、“一带一路”倡议，是加快从贸易大国走向贸易强国、巩固外贸传统优势、培育竞争新优势、拓展外贸发展空间的重大战略举措。它不仅要求交通、运输、水利、电力、通信等基础设施加快互联互通，也要求加强国家质量基础设施的合作交流，从技术层面扫清障碍，实现更深层次、更为紧密的互联互通。