Sonora's economy faces important challenges in the new millennium. This article analyzes local transformations in three dimensions: a) regional economic specialization and changing patterns in the economic geography of the state, based on municipal specialization indexes; b) the service sector's key variables, highlighting its new dynamics and the importance of professional services; and c) the condition of support infrastructure for industrial activity, using synthetic indexes. One of the main challenges is an in-depth analysis of regional specialization because it is not homogenous; infrastructure is limited in several municipalities and services are offered in a traditional manner, so that, in many cases, specialization is a result of the crisis of primary activities.La economía sonorense enfrenta retos importantes en el nuevo milenio, aquí se analizan las transformaciones locales en tres dimensiones: a) la especialización económica regional y el cambio en el patrón de la geografía económica del estado, a través de la construcción de índices de especialización municipal; b) las variables principales del sector servicios, entre ellos resalta su nueva dinámica y la importancia de los profesionales y c) las condiciones de la infraestructura de apoyo a la actividad industrial, para lo que se retoman índices sintéticos. Uno de los retos principales es profundizar en la especialización regional, puesto que no es homogénea; la infraestructura es limitada en varios municipios y los servicios se ofrecen de forma tradicional, de tal manera que la especialización es producto, en muchos casos, de la crisis de actividades primarias.