La problématique du calcul distribué est liée à la coopération de différentes unités de calcul dans un but unique ou dans un ensemble de buts précis. L’absence de centre et d’horloge globale combinée à des délais de communication a priori non bornés (c’est à dire un modèle asynchrone), les changements fréquents de topologie dus en particulier à la volatilité des nœuds et aux fautes affectant les communications dans des contextes de parallélisme massif ou de distribution massive et l’hétérogénéité sont la source d’une problématique très riche et constituent autant de défis techniques.
On peut identifier deux grands défis à l’intérieur de cette discipline:

• la facilité de programmation et d’utilisation des architectures massivement parallèles ou distribuées.

• la quête d’algorithmes parallèles ou distribués efficaces qui passent à l'échelle.

Certains scientifiques comme Rodney Brooks considèrent même que ces défis sont parmi les plus importants en informatique et que le futur de cette science et de nombreuses sciences liées au développement des systèmes informatiques dépend grandement des réponses qui seront faites à ces défis.