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Kritiker bezeichnen die Theorien zum Terraforming aus mehreren Gründen als unrealistisch:

• Keiner der für das Terraforming theoretisch in Betracht gezogenen Planeten ist genügend erforscht, um auch nur halbwegs fundierte Aussagen machen zu können.
• Keiner der Prozesse, die das Terraforming herbeiführen sollen, ist bisher soweit verstanden, dass die Auswirkungen der Methoden hinreichend genau vorhergesagt werden können.
• Zeitliche, materielle und energetische Dimensionen eines Terraformings sprengen jeden für eine westlich-industriell geprägte Kultur akzeptablen Rahmen.
• Es bleibt darüber hinaus unklar, ob der Mars die so mobilisierte Atmosphäre halten könnte oder ob sich nicht zum Beispiel durch das erzwungene Auftauen auch noch die dort verbliebenen Reste des Wassers in den Weltraum verflüchtigen würden und der Planet letztlich durch das so genannte Terraforming noch weniger „bewohnbar“ gemacht werden würde. Außerdem verfügt der Mars über kein nennenswertes Magnetfeld, was dazu führt, dass die Teilchenstrahlung der Sonnenwinde die Gasmoleküle ungehemmt „fortspülen“ würde.
• Die Verbringung ganzer Maschinenparks oder riesiger Anlagen wie Spiegel, Methan- oder FCKW-erzeugende Fabriken liegt außerhalb jeglicher Reichweite; der Transport eines Buggies, eines kleinen Wassertanks und einer fünfköpfigen Mannschaft auf den Mond ist die jetzige Grenze des Machbaren. Der Verbrauch der gesamten heute erschließbaren Energievorräte der Menschheit würde einen Bruchteil der benötigten Materialien in die Erdumlaufbahn bringen.
• Es sei unsinnig, sich Gedanken über die Bewohnbarmachung fremder Planeten zu machen, solange es nicht einmal auf der Erde gelingt, die vergleichsweise lebensfreundlichen, aber nahezu unbewohnten Gebiete in Wüsten und Steppen ökonomisch sinnvoll dauerhaft zu besiedeln. Tatsächlich ist nicht einmal der gegenteilige Prozess gestoppt, die Desertifikation und Versteppung schreitet weiter voran.
• Ebenso gibt es ethisch-ökologische Argumente gegen ein Terraforming, da ein eventuell vorhandenes Ökosystem durch das Terraforming zerstört würde. Dieses Dilemma wird u. a. in dem Science-Fiction-Roman Roter Mars dargelegt, der das Recht einer fremden Umwelt auf Bewahrung aufzeigt. Vorher müsste also noch nachgeforscht werden, ob sich dort Ökosysteme entwickelt haben – und ob sie bei höheren Temperaturen besser gedeihen oder gar absterben würden.
• Die rein ökonomische Dimension des Terraforming ist bisher kaum erschlossen, was als notwendige Bedingung gelten dürfte, um Ressourcen für Terraforming verfügbar zu machen. Einfacher ausgedrückt: Wie viel kostet der Transport einer Tonne Material zum Mars?
• Besitz- und Nutzungsfragen des terraformierten Raumes sind bisher ungeklärt, sowohl formal-juristisch als auch völkerrechtlich.