Sự đa dạng của dữ liệu, các nhiệm vụ KPDL, và các cách tiếp cận KPDL đặt ra nhiều thách thức trong vấn đề nghiên cứu KPDL. Sự phát triển của các hệ thống và phương pháp KPDL hiệu quả, việc xây dựng các môi trường KPDL tương tác và tích hợp, việc thiết kế các ngôn ngữ KPDL, và việc ứng dụng các kỹ thuật KPDL để giải quyết các vấn đề ứng dụng lớn là nhiệm vụ quan trọng đối với các nhà nghiên cứu KPDL, hệ thống KPDL và các nhà phát triển ứng dụng. Phần này đề cập đến một số vấn đề đang thu hút sự chú ý của các nhà nghiên cứu KPDL.
• OLAM (khai phá phân tích trực tuyến) - một sự kết hợp của CSDL, kho dữ liệu, và khai phá dữ liệu. Ngày nay, các hệ quản trị CSDL như Oracle, MS SQL Server, IBM DB2 có tích hợp chức năng OLAP và kho dữ liệu để tạo điều kiện cho người sử dụng trong việc khôi phục và phân tích dữ liệu. Các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này hy vọng sẽ vượt qua được những giới hạn hiện tại bằng cách phát triển hệ thống OLAM đa mục đích để hỗ trợ dữ liệu giao dịch cho hoạt động kinh doanh hàng ngày cũng như các phân tích dữ liệu cho việc ra quyết định [19].
• Các hệ thống khai thác dữ liệu có thể khai phá các loại khác nhau của tri thức từ loại dữ liệu khác nhau [7] [19].
và tích hợp của các hệ thống khai thác dữ liệu? Làm thế nào để giảm độ phức tạp tính toán? Làm thế nào để cải thiện khả năng xử lý dữ liệu không đầy đủ, không phù hợp, và nhiễu? Ba câu hỏi trên vẫn còn cần được tập trung trong tương lai [19].
• Tận dụng tri thức nền hoặc tri thức từ những người dùng (các chuyên gia hoặc chuyên viên) để nâng cấp hiệu suất của các hệ thống khai thác dữ liệu [7].
• Khai thác dữ liệu song song và phân tán là một xu hướng nghiên cứu thú vị bởi vì nó sử dụng các hệ thống tính toán mạnh mẽ để giảm thời gian phản ứng. Đây là điều cần thiết bởi vì ngày càng cần nhiều các ứng dụng thời gian thực trong thế giới cạnh tranh ngày nay [8].
• Ngôn ngữ truy vấn khai thác dữ liệu (DMQL): Các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này cố gắng thiết kế một ngôn ngữ truy vấn chuẩn cho khai thác dữ liệu. Ngôn ngữ này sẽ được sử dụng trong các hệ thống OLAM như SQL được sử dụng rộng rãi trong CSDL quan hệ [19].
• Trực quan hoá và trình diễn tri thức cũng được xem xét để thể hiện tri thức trong các dạng mà con người dễ sử dụng và có thể đọc được. Tri thức có thể được biểu diễn trong các biểu thức trực quan hơn do cấu trúc dữ liệu đa chiều hoặc đa mức.