Theo ông Martin Rees - nhà vũ trụ học và vật lý học người Anh, đồng thời là cựu Chủ tịch của Hiệp hội Hoàng gia Anh (hiệp hội khoa học lâu đời nhất thế giới), ngoài việc được công chúng biết đến rộng rãi, các giải thưởng Nobel cũng gây ra nhiều tranh cãi gay gắt về việc nhà khoa học nào được chọn và nhà khoa học nào bị loại.
Ông Rees cho rằng một thách thức đối với các hội đồng Nobel là tính hợp tác ngày càng phổ biến trong phần lớn nghiên cứu khoa học. Hình ảnh một nhà khoa học "đơn thương độc mã" bất chợt nảy ra một ý tưởng thiên tài đã biến mất từ lâu. Chưa kể tới việc, nhiều nhóm khoa học cùng lúc triển khai một nội dung nghiên cứu giống nhau.
Theo quy định do Alfred Nobel đặt ra năm 1895, mỗi giải thưởng chỉ có thể vinh danh tối đa 3 người. Ông Rees nhận định: điều này có thể khiến các thành viên hội đồng Nobel phải đau đầu. Nhà thiên văn này giải thích: “Đó có thể là một dự án, trong đó nhiều người thực hiện những công việc khác nhau nhưng có tầm quan trọng như nhau. Tuy nhiên, hội đồng Nobel lại chỉ chọn ra một số cá nhân nhất định. Đôi khi, những nhà khoa học chủ chốt cũng bị loại ra".
Ông Rees lấy ví dụ về giải Nobel Vật lý năm 2017 ghi nhận phát hiện sóng hấp dẫn - những gợn sóng lăn tăn trong không gian, do các hố đen tạo ra khi va chạm nhau, ở cách Trái Đất hơn 1 tỷ năm ánh sáng. Theo ông, có gần 1.000 nhà khoa học tham gia nghiên cứu này, tuy nhiên chỉ có 3 người được trao giải là Rainer Weiss, Barry Barish và Kip Thorne. Ông cũng viện dẫn về trường hợp nghiên cứu bản đồ hệ gene người - một công trình mang tính cách mạng với sự tham gia của hàng trăm người và mới chỉ hoàn tất vào năm 2022.
Ông David Pendlebury - người đứng đầu bộ phận phân tích nghiên cứu tại Viện Thông tin Khoa học Clarivate, chuyên xác định những cá nhân xứng đáng đoạt giải Nobel bằng cách phân tích mức độ các nhà khoa học trích dẫn nghiên cứu chủ chốt của họ qua nhiều năm - cũng đồng ý "quy tắc 3 người" là một hạn chế. Ông Pendlebury nhận định: "Thực sự là một sự chuyển đổi lớn, khi ngày càng nhiều nhóm nghiên cứu cùng giải quyết những vấn đề khó khăn thông qua mạng lưới cộng tác quốc tế. Quy tắc 3 người sẽ là một trở ngại, nếu như muốn ghi công một nhóm nghiên cứu".
Một hạn chế khác của giải thưởng Nobel được giới chuyên môn đề cập là việc các hội đồng Nobel thường lựa chọn những nghiên cứu công bố trước đó hàng thập kỷ, dựa trên quan điểm rằng họ cần khung thời gian nhất định để đánh giá rõ ràng về tầm quan trọng của các nghiên cứu khoa học này. Giải thưởng Nobel cũng chỉ tập trung vào 3 lĩnh vực khoa học được nêu trong di chúc của Alfred Nobel mà không có các lĩnh vực như toán học, khoa học máy tính, khoa học Trái Đất, khí hậu và đại dương học.
Theo kết quả một nghiên cứu thực hiện năm 2020, ngay cả trong lĩnh vực Y sinh, Vật lý và Hóa học, giải thưởng này cũng chỉ tập trung vào 5 trong tổng số 114 phân ngành khoa học - đó là vật lý hạt, vật lý nguyên tử, sinh học tế bào, khoa học thần kinh và hóa học phân tử. Số liệu thống kê cho thấy 5 phân ngành này chiếm hơn 50% số giải thưởng Nobel được trao từ năm 1995 đến năm 2017. Theo ông Rees, việc cân nhắc hệ quả lâu dài và dành sự công nhận lớn hơn cho vài lĩnh vực đôi khi khiến hội đồng Nobel dường như "bỏ quên" những ưu tiên khoa học ngày nay.
Ông David Pendlebury thì lấy ví dụ về trí tuệ nhân tạo (AI) - lĩnh vực đang biến đổi cuộc sống của con người ở mức độ chóng mặt. Hai tên tuổi nổi bật trong lĩnh vực này là Demis Hassabis và John Jumper - nhà phát minh AlphaFold của Google DeepMind, một chương trình AI giải mã cấu trúc 3D của protein từ chuỗi axit amin. Họ giành giải thưởng Lasker trị giá 250.000 USD năm nay và giải Breakthrough hồi năm ngoái. Nghiên cứu của họ tuy mới được công bố cách đây 2 năm, nhưng đã được các nhà khoa học đồng nghiệp trích dẫn hơn 8.500 lần. Dù ấn tượng là vậy, nhưng ông Pendlebury cho rằng hội đồng Nobel "có phần bảo thủ" khi chẳng hề mảy may để ý tới công nghệ AI.
Ngoài ra, giải Nobel cũng được cho là kém đa dạng khi vẫn còn rất ít gương mặt nhà khoa học nữ được vinh danh. Trong năm ngoái, bà Carolyn Bertozzi (chủ nhân giải Nobel Hóa học) là nhà khoa học nữ duy nhất được xướng tên. Không có nhà khoa học nữ nào thắng giải Nobel vào năm 2021 hay 2019, dù hội đồng Nobel yêu cầu danh sách đề cử cần cân nhắc sự đa dạng về giới tính, địa lý và lĩnh vực nghiên cứu. Trong năm 2020, nhà khoa học nữ về vật lý thiên văn Andrea Ghez "đứng chung" giải thưởng Nobel Vật lý cùng 2 đồng nghiệp nam là nhà khoa học Roger Penrose và Reinhard Genzel cho công trình nghiên cứu hố đen vũ trụ.
Đánh giá về việc thiếu tính đa dạng ở giải Nobel, ông Pendlebury cho rằng: "Họ xem xét các nghiên cứu công bố cách đây 20 - 30 năm, khi số nhà khoa học nữ xuất chúng không nhiều như ngày nay. Vì vậy, tôi cho rằng theo thời gian, chúng ta sẽ thấy nhiều nhà khoa học nữ được lựa chọn hơn".