在光鮮的數字下，中國石油石化裝備制造業同,F4-存在著諸多制約因素和發展瓶頸，與先進國家相比，還面l臨來自各方面的挑戰，具體表現在以下幾個方面：
一是石油石化裝備制造企業多而小，具有國際競爭力的龍頭企業不多。據有關部門的不完全統計，目前我國石油鉆采專用設備行業限額以上企業(年銷售收入在500萬元及以上的企業)近700家，而且數量還在不斷增加。這一數字恐怕比世界其他國家的石油鉆采設備企業的總和還要多。企業數量多勢必導致資源分散，資金分散和技術力量的分散，從而誰都上不了規模。石油石化裝備制造企業數量多、規模小，各自為政，缺乏統籌協調，低水平重復建設現象嚴重，不可避免地會造成生產能力浪費和一定程度的同業無序競爭。
二是重大石油裝備攻關跟不上石油石化生產技術發展需要。生產技術進步與裝備技術開發脫節，在重大裝備軟件技術開發上差距較大，裝備技術開發跟不上石油石化工藝技術發展的速度，工藝與裝備開發脫節，重工藝、輕設備的現象仍存在。以鉆機制造為例，我國生產的鉆機品種相對單一，缺乏適應各種地貌環境和工藝要求的特種鉆機的設計和生產能力，在智能化方面還不能與國際水平相提并論。海洋鉆機制造則是剛剛起步，基本不具備海洋平臺和鉆機船的設計、制造能力。以國內石油裝備“龍頭”企業中國石油為例，在物探測井裝備、大型煉化裝備和海洋鉆采裝備制造方面，中國石油的實力還比較弱，技術水平還比較低，有的領域還處于剛剛起步階段。
三是自主創新能力不強。雖然目前我國企業研發經費的投入已超過政府的投入，但從功能上看，企業并沒有成為自主創新的真正主體，究其原因，實質是創新動力不足。我國正處在經濟轉型時期，企業的產權制度尚不成熟、不穩定，特別是從事重大技術裝備制造的企業多是國有或國有控股的企業，企業高級管理人員采用任用制度，近期業績往往是企業經營者和經營團隊*迫切的追求，幾乎誰也不愿意“本屆種樹，下屆摘果”，從而失去了自主創新的欲望。經過多年來的奮起直追，我國石油石化裝備取得了長足進步， “十一五”期間更是碩果累累。中國石油石化裝備是中國裝備制造業的一面旗幟。但也應看到，盡管我國石油石化裝備水平不斷提升，但我國并不是真正意義上的制造強國。一個重要的依據就是多“制造”少“智造”。很多大型裝備，我國能制造出來，但并不掌握核心技術。我國石油石化裝備制造業目前引進技術，其消化吸收再創新資金匱乏，這是一個比較突出的問題。石油石化裝備制造行業整體研發力量薄弱，技術水平不高，缺乏具有自主知識產權的核心技術和拳頭產品；企業研發力量分散，缺乏裝備研發的整體策劃，在科研立項、成果轉化、系統成套、現場試驗、信息反饋等方面存在脫節現象。重大設備的軟件技術開發基本上仍停留在模仿開發階段，二次開發能力比較差。裝備設計和制造水平、裝備質量和可靠性還有待提高，裝備研發、制造長期以來沒有形成專業化、標準化、系列化。重大裝備研發、建造力量分散，沒有形成大型研發中心和建造基地，自主創新尤其是原始創新能力不強。
四是國產化率低。雖然我國石油石化裝備國產化工作近些年取得了一些成績，但由于我國石油石化裝備制造業自身的不足，同時也由于用戶片面追求技術的先進性和規模化，加之不少體制、機制上的弊病，石油石化行業“引進、引進、再引進”的惡性循環并未得到有效遏制。我國石油石化裝備制造企業也因此失去了不少為石油石化企業提供裝備的機會和提高石油石化關鍵裝備制造水平的機會，目前我國高技術難度的大型
石油石化設備仍然依靠進口。目前，石油石化行業達到國際先進水平的技術裝備僅占1／3，國產裝備的國內市場滿足率不到60％。在重大技術裝備領域，這一比率更低，特別是高新技術裝備、微細加工
設備幾乎全部依靠進口，裝備中技術含量高的相關配套產品也大量依靠國外供給。一般設備制造能力卻存在過剩的情況，重大設備的軟件技術開發基本停留在模仿的水平，設備開發做不到標準化、系列化，設備的可靠性、穩定性還有待提升。一些關鍵石油石化設備的工藝和設計制造技術國內企業尚未掌握，此類設備幾乎全部需要進口。國外石油石化裝備制造企業給國內企業帶來的威脅不言而喻。
另外，還存在產業結構不合理、產業集中度低、能源資源利用率低，產品能耗高等問題，在速度和效益、規模和素質、數量和質量等方面矛盾日益突出，還沒有找到平衡點和結合點，未從根本上改變粗放式發展模式，不足以支撐石油和石化行業發展。
