数字城市复杂性与主体多元性并存，建设运营统筹难度大。城市是复杂的有机生命体，数字城市建设面临的是一个根据环境不断进化的社会综合体。
这个综合体中，多元化的主体因发展需求和社会分工不同构成了相互交织且变化多端的城市供需网络体。数字城市建设是对城市复杂场景从单一复刻再到演进优化的过程，而任何一个场景的精确数字化复刻，都会涉及城市供需网络体的多个节点，最终达到好多个主体立体化交互中的动态平衡。
这个过程中，需要借助感知技术、传输技术、平台技术和数字应用的完美融合，才能满足城市有机生命体的多层次需求。技术形态的差异、需求主体的多元性和多变性等都给数字城市建设带来挑战。
数字城市体系建设与数字技术应用步伐不协调，数字鸿沟难以短期弥合。当前，我国数字技术快速发展，人工智能、大数据技术逐步成熟，部分技术水平在全球处于领先地位，并在城市部分场景应用，而场景应用效果与操作方数字化意识形态、数字化基础设施水平、数字化体制机制建设、数字素养息息相关。而受限于城市经济基础，特别是数字经济发展基础的差别，以及城市人群结构的不同，城市间数字化基础设施建设水平，意识形态各异，而城市的数字化体制机制建设更是处于摸石头过河阶段，一定程度上影响了数字城市推进步伐。
数字城市长期持续投入与短期价值不显著相矛盾，群众获得感不强。数字城市建设是一项与物理城市建设发展紧密结合、共生共长的体系。需要城市进行长期、持续的数字化投入。特别是在数字城市建设前期，信息基础设施、平台能力建设需要大量资金投入，在体系化、成熟化应用之前，群众很难有很强的获得感。此外，资金来源也是影响数字城市建设的主要因素之一。受新冠肺炎疫情影响，诸多地方政府采取缩减预算、降低项目金额、拉长项目周期等措施以减轻财政压力，给数字城市建设带来更大压力。
