海水提铀技术商业化面临着诸多挑战。效率低和成本高是核心难题，海水中铀浓度仅约3.3 μg/L，像浙江海洋大学的技术，每天处理100吨浓海水才提取1克天然铀，这种“以量换质”推高了运营规模与能耗。早期海水提铀综合成本每公斤达几百甚至上千美元，远高于陆地铀矿开采成本。
材料性能也面临海洋考验。聚合物材料虽有工业化潜力，但难以同时实现高吸附容量、高离子选择性和优异抗生物污染性能，化学配位吸附型材料受此限制明显。材料在实验室的优异性能，在真实海洋环境中不一定能长期保持，这也是技术商业化的一大阻碍。