Los científicos regionalistas se han enfrentado a numerosos desafíos en el desarrollo del ámbito interdisciplinario en el que analizan el contexto espacial de los fenómenos sociales, económicos y medioambientales, y asimismo tratar con amplias bases de datos plantea desafíos metodológicos considerables. Este artículo estudia la evolución de la Ciencia Regional, las críticas que ha recibido y los retos con los que se ha enfrentado. Analiza específicamente algunos retos contemporáneos relacionados con problemas metodológicos como: de qué forma medir y los logros del modelo de crecimiento endógeno regional; los límites de la utilización de regiones de iure más que regiones funcionales como base espacia en el análisis regional; la necesidad de realizar un mayor uso de microdatos o datos por unidad y de integrarlos en estructuras espaciales más generales; y las oportunidades que ofrece la utilización de «big data» en el análisis urbano y regional.