একবিংশ শতাব্দীতে শিক্ষার প্রধান চ্যালেঞ্জগুলো হলো দ্রুত পরিবর্তনশীল প্রযুক্তির সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া, মুখস্থবিদ্যার পরিবর্তে যোগ্যতা ও দক্ষতাভিত্তিক (Critical Thinking) শিক্ষা নিশ্চিত করা এবং বৈশ্বিক কর্মসংস্থানের উপযোগী করে জনশক্তি গড়ে তোলা।
প্রযুক্তির ব্যবহার, শিক্ষকের সক্ষমতা বৃদ্ধি, এবং ডিজিটাল বৈষম্য দূর করাও অন্যতম বড় চ্যালেঞ্জ। 
শিক্ষায় একবিংশ শতাব্দীর প্রধান চ্যালেঞ্জসমূহ নিচে বিস্তারিত আলোচনা করা হলো:
 প্রযুক্তিগত উৎকর্ষ ও ডিজিটাল সক্ষমতা: দ্রুত পরিবর্তনশীল প্রযুক্তির সাথে তাল মিলিয়ে পাঠ্যক্রম আপডেট করা এবং শিক্ষক-শিক্ষার্থীদের আইসিটি (ICT) জ্ঞানে দক্ষ করে তোলা। অনেক উন্নয়নশীল দেশে এখনও প্রয়োজনীয় ডিজিটাল অবকাঠামো ও উপকরণের অভাব রয়েছে।
দক্ষতাভিত্তিক শিক্ষা (21st Century Skills): প্রথাগত মুখস্থবিদ্যার পরিবর্তে সৃজনশীলতা, সমালোচনামূলক চিন্তা (Critical Thinking), সমস্যা সমাধান (Problem-solving), এবং যোগাযোগের দক্ষতা তৈরি করা।
শিক্ষকদের প্রশিক্ষণ ও ভূমিকা পরিবর্তন: শিক্ষকরা তথ্যের একমাত্র উৎস—এই ধারণা থেকে বেরিয়ে এসে তাদের ‘ফ্যাসিলিটেটর’ বা সহায়তাকারীর ভূমিকা পালনে প্রস্তুত করা। নতুন কারিকুলাম ও প্রযুক্তির ব্যবহারে শিক্ষকদের প্রশিক্ষণের অভাব বড় চ্যালেঞ্জ।
কর্মমুখী শিক্ষার অভাব: বর্তমান শিক্ষা ব্যবস্থা অনেক ক্ষেত্রেই বাস্তব কর্মক্ষেত্রের চাহিদার সাথে সাংঘর্ষিক। সাধারণ শিক্ষার তুলনায় কারিগরি ও বৃত্তিমূলক শিক্ষার ব্যাপক ঘাটতি রয়েছে।
তথ্য ও ভুয়া খবর সনাক্তকরণ: ইন্টারনেটের যুগে অগণিত তথ্যের মধ্য থেকে সঠিক ও নির্ভরযোগ্য তথ্য সনাক্ত করার ক্ষমতা তৈরি করা, যা বৈশ্বিক প্রতিযোগিতায় টিকে থাকার জন্য জরুরি।
গুণমান নিশ্চিতকরণ ও ডিজিটাল বৈষম্য: উন্নত ও অনুন্নত অঞ্চল, এবং ধনী-দরিদ্রের মধ্যে শিক্ষার মান ও প্রযুক্তি ব্যবহারের ক্ষেত্রে বৈষম্য (Digital Divide) দূর করা।
নৈতিক ও মানবিক মূল্যবোধ: প্রযুক্তির যুগে আবেগীয় বুদ্ধিমত্তা (Emotional Intelligence) এবং নৈতিক মূল্যবোধসম্পন্ন সুনাগরিক গড়ে তোলা। 
এই চ্যালেঞ্জগুলো মোকাবেলায় যুগোপযোগী কারিকুলাম প্রণয়ন, পর্যাপ্ত শিক্ষক প্রশিক্ষণ, এবং শিক্ষার সর্বস্তরে প্রযুক্তির সঠিক ও ন্যায়সঙ্গত ব্যবহার নিশ্চিত করা অপরিহার্য।