Aproximadamente cinco de cada 100,000 niños de 0 a 19 años son diagnosticados con un tumor cerebral. Estos niños son tratados con medicamentos diseñados para adultos que son altamente tóxicos para un cerebro en desarrollo. Aquellos que sobreviven tienen un alto riesgo de enfrentar una vida con habilidades físicas, psicológicas y cognitivas limitadas. A pesar de muchos esfuerzos, no existe ningún medicamento diseñado específicamente para pacientes pediátricos. El estancamiento de los fondos gubernamentales y la falta de incentivos económicos para la industria farmacéutica limitan en gran medida la investigación preclínica y el desarrollo de modelos de tumores cerebrales pediátricos clínicamente aplicables. A medida que se recopilan más datos, el reconocimiento de subgrupos de enfermedades basados en la heterogeneidad molecular aumenta la necesidad de diseñar modelos específicos adecuados para el cribado de medicamentos predictivos. Para superar estos desafíos, los enfoques preclínicos necesitarán una mejora continua. En esta revisión, examinamos las ventajas y desventajas de los modelos preclínicos de tumores cerebrales pediátricos in vitro e in vivo y exploramos posibles soluciones basadas en estrategias pasadas, presentes y futuras para mejorar su relevancia clínica.