“挑战与未来”位于主展厅四层，包括A、B、C、D四个展厅。

在人类发展的历史上，每一次重大发明都推动了人类向更高阶段发展，尤其是工业革命以来，人类积累了丰富的科学技术知识，社会生产力得到了极大地提高，人类的生活、工作、交流方式发生了根本性的变化。当人类享受累累硕果的同时，也面临着环境污染、能源缺乏、资源枯竭等危机。人类开始重新审视和反省自身的行为，并加快了对太空、深海等领域的探索与利用。“挑战与未来”主题展厅展示人类面临的重大问题与挑战、科技创新对可持续发展的贡献、人类对未来生活的畅想等，以全球面临的重大挑战引发人们对可持续发展的关注，以影响人类社会发展进程的关键科技创新与应用，展现人类面对挑战的各种努力，激励观众积极应对挑战、共创美好未来。