もっとも簡単なプログラムでさえも、すべての実行パスを評価するわけではないので、テストでプログラムのエラーが全てわかるわけではない。同じことは、単体テストにも当てはまる。さらに、単体テストは、その定義からユニットのみの機能自体をテストする。したがって、統合エラーや、より広範なシステムレベルのエラー（例えば性能など、複数のユニットにまたがって実行される機能や非機能テスト領域）を捉えることはできない。単体テストは、特定のエラーの存在や不在を示すだけで、エラーが無いことの証明にはならないから、他のソフトウェアテスト活動と合わせて実施しなければならない。 各実行パスの正しい挙動を保証するため、エラーの不在を確認するため、他のテクニックが必要となる、すなわち、ソフトウェアコンポーネントが期待されない挙動を示さないことを証明する正式なメソッドのアプリケーションが必要となる。
単体テストを書くことに関連するもう一つの課題は、現実的かつ有用なテストを設定することの難しさである。テスト対象アプリケーションの一部が、完全なシステムの一部のように振る舞うように関連する初期条件を作成する必要がある。これらの初期条件が正しく設定されていない場合、テストにおいて現実的なコンテキストでコードが実行されず、単体テスト結果の価値と正確性が減少する。
単体テストで意図通りの効果を得るためには、厳格な規律がソフトウェア開発プロセス全体で必要となる。実行済のテストだけでなく、ソースコードまたはソフトウェア内の他のユニットに加えられたすべての変更についての正確な記録を保持することが不可欠である。バージョン管理システムの使用が不可欠である。より新しいユニットのバージョンが以前に合格したという特定のテストで失敗した場合、バージョン管理ソフトウェアでは、（もしあれば）それ以降にユニットに適用されたソースコードの変更のリストを保持している可能性がある。
また、失敗したテストケースが毎日検証され、すぐに対処されることを確実にするための、持続可能なプロセスを実装することが不可欠である。このような処理が実装されず、チームのワークフローに深く根付いていない場合、アプリケーションの進化が単体テストスイートとの同期を失い、偽陽性が増加し、テストスイートの有効性が低下することになる。