2000. ja 2010. aastatel, kui pilvandmetöötlus on muutunud levinumaks, on tekkinud palju erinevaid pilvandmetöötlusega seotud probleeme. Ühed suuremad murekohad on seotud isikuandmete kontrolli ja turvalisusega, mis on jäetud pilveettevõtte kaitse alla ja väljapoole inimese enda serveri turvalisust. Kuigi mured jätkuvad, töötavad pilveteenuse pakkujad selle nimel, et lahendada pilvandmetöötlusega seotud probleemid enne, kui need tekitavad klientidele ebamugavust.
Üks suurimaid pilvandmetöötluse probleeme on turvalisus. Pilveteenuse pakkujad majutavad oma serverites suurt hulka andmeid ning paljud inimesed ja ettevõtted on mures, et varas või endine töötaja võib häkkida kaugetesse kohtadesse salvestatud andmetesse. Pakkujad investeerivad aga turvalisusesse palju ressursse, sageli rohkem kui keskmine inimene või ettevõte seda teeks.
Andmete ülekandmine ühest arvutist või süsteemist teise on veel üks pilvandmetöötluse probleem, mille pärast paljud inimesed muretsevad. Mitme programmi ja vormingu loomisel ja kasutamisel peab andmeid olema lihtne ühest süsteemist teise üle kanda. Kuigi mõned pilveteenuse pakkujad salvestavad andmeid viisil, mis raskendab mõne operatsioonisüsteemi hankimist, kasutavad paljud teenusepakkujad vorminguid, mida on lihtne operatsioonisüsteemide ja programmide vahel teisendada. Seda tuntakse mitme platvormi toena.
Veel üks pilvandmetöötluse probleem on andmetele juurdepääsu võimalus. Pilvandmetöötluses salvestatakse andmeid teenusepakkuja valduses olevates kaugserverites ja neile pääseb juurde Interneti kaudu. Interneti-teenuse või serverite töö häired võivad häirida kasutaja juurdepääsu oma andmetele. Pilveteenuse pakkujad näevad selliseid häireid ette ja püüavad neid kompenseerida varusüsteemide ja -serverite abil, millele klient pääseb juurde, kui esmased on maas.
Teine pilvandmetöötluse probleem on andmete omandiõigus ja intellektuaalomandi õigused. Pilveteenuse pakkuja ja kliendi vahelised lepingud kirjeldavad juriidilisi probleeme, mis võivad tekkida, kui pooled vaidlustavad pilves talletatud teabe omandiõiguse. Enamikul pilveteenuse pakkujatel on lepingud, milles on selgelt kirjas, et mis tahes vara, mille klient pilve paigutab, kuulub jätkuvalt kliendile.