生物制氫技術尚未完全成熟，在大規模應用之前還需要進壹步研究。大部分研究集中在純細菌和細胞固定化技術上，如產氫菌株的篩選、包埋劑的選擇等。在生物制氫方法中，發酵細菌的產氫速率最高，對條件的要求最低，具有直接的應用前景。
光合細菌產氫速度比藻類快，能量利用率比發酵細菌高，可以將產氫與光能利用和有機物去除有機耦合，因此相關研究也最多，也是壹種具有潛在應用前景的方法。
存在問題
1.如何篩選產氫率相對較高的菌株，設計合理的產氫工藝，提高產氫效率。
無論是純培養還是混合培養，提高重點菌株的產氫效率都是最重要的工作。條件優化的方法已經不能滿足這壹要求，需要利用分子生物學的方法對菌株進行轉化，以達到高效產氫的目的。
2.高效制氫工藝的開發。
在高效制氫工藝和反應器設計方面已做了大量卓有成效的工作，但尚未詳細研究其科學機理，僅通過pH、水力停留時間和接種實現過程控制。未來壹個重要的研究方向是打開制氫過程的黑匣子，研究不同細菌之間的相互作用，實現過程的有效智能控制。
核心問題是不同細菌和不同菌群之間的代謝遷移機制。現代分子生物學的發展使得研究這個問題成為可能。PCR-DGGE法已被用於分析產氫汙泥中的細菌分布，熒光原位雜交和熒光示蹤技術也將促進這壹問題的分析。
目代謝網絡的構建通常集中在單個細菌中，如何研究和有效利用菌群的代謝網絡也將是壹個重要的科學問題。此外，制氫反應器的放大也是壹個重要問題。目前采用載體固定化策略的高效制氫反應器的最大體積只有3L，因此積極推進此類反應器的工業化規模研究將是未來制氫反應器的重要研究課題。
3.發酵細菌產氫的穩定性和連續性。
雖然我國在發酵細菌制氫方面取得了很大進展，但制氫的穩定性和連續性壹直是制氫產業化的壹大障礙。科學家們試圖通過菌株固定化和酶固定化技術來解決這壹問題。特別是氫化酶固定化技術的突破，將加速制氫的產業化。
4.發酵產氫過程中混合菌的抑制，發酵終產物對細菌的反饋抑制等。
有機廢水中有許多既適合光合生物又適合發酵細菌的底物。理論上，在處理廢水的同時，光合細菌和發酵細菌都可以產氫，從而提高產氫效率。
但在實際運行過程中發現，混合菌的抑制和發酵終產物對細菌的反饋抑制使得效果不明顯，甚至產氫效率較低。相信隨著廢水處理技術和現代微生物技術的進壹步發展，這些問題將得到解決。
研究豐富的海水、工農業廢棄物、城市汙水、水產養殖廢水等可再生資源，重視汙染源光合制氫的研究，不僅可以降低生產成本，還可以凈化環境。