金属空气电池虽优点众多，是具有广阔应用前景的新型电源，但是并没有实现规模化应用，其实际使用过程中仍面临多种关键技术瓶颈。例如锌空气电池功率小、寿命短；镁空气电池续航短；铝空气电池放电过程析氢副反应严重，导致电解液短时间内沸腾，通常使用时长不超过15分钟，会出现“烧开水现象”；空气电极侧存在氧气获取速度慢、使用寿命短等缺点，这些都在一定程度上限制了金属空气电池的应用和推广。
针对金属空气电池存在的诸多技术瓶颈，国内外多年来都在攻关。电池蓄电量提升了40%；2023年，西澳伊迪斯科文大学（ECU）有研究团队表示，其研究的新型锌空气电池使用寿命超过950小时，且蓄电量没有任何损失；电解液可直接采用海水，在深海着陆器、深海原位实验站等海洋装备领域具有很好的应用前景；天津大学胡文彬、吴忠团队近年来解决了铝空气电池放电副反应严重的突出问题，实现了这类电池大功率、稳定长效放电，能量密度突破900Wh/kg，已经在分布式污水处理设备和水面潜行器的供能系统开展了示范应用，如果用于汽车（汽车行业分析报告）动力电池，可实现2500公里以上的超长续航。
当前金属空气电池仍处于商业化早期阶段，大多数技术停留在实验室研究阶段，但部分技术，如一次锌空、铝空电池已初步具备工程化应用的潜力。有国际市场咨询公司预计，到2028年，金属空气电池市场价值或将达到11.73亿美元。看来，在不久的将来，通过国内外对金属空气电池相关技术的整合以及电池器件结构的设计优化，金属空气电池将会真正给人类生产和生活带来极大便利。