关于核聚变的原理前面已经提到了。然而，要在地球上实现可控核聚变，却面临着巨大的技术挑战。首先，要使原子核接近到足够的距离以克服它们之间的电荷排斥力，需要极高的温度——数千万到上亿摄氏度。在这种温度下，物质会变成等离子体状态。而要维持等离子体的稳定，防止其与反应器壁接触并持续进行聚变反应，就需要精确的磁场控制。
可控核聚变中的“控”，涉及到对反应的多个方面的精确控制：
1、控制反应时间
核聚变核裂变不同。核聚变的条件极为苛刻，一旦条件达不到核聚变反应立即停止。通常情况下，人们担心核裂变反应停不下来的问题；对于核聚变人们担心的问题是如何维持一个苛刻的条件保证核聚变持续发生。
这也就是反应时间问题。如何把高温、高速的等离子体约束以后让等离子体持续更长的反应时间也是一个重要的研究方向。
2、控制高速等离子体
无论是托卡马克置还是仿星器，原理上都是通过可变磁场约束内部高速运动的高温等离子体这些高温等离子体的温度高达数千万度上亿摄氏度，这些高温等离子体在托卡马克或者仿星器内部以极高的速度螺旋式地做圆周运动如果不能以科学家预设的路径运动，等离子体就会伤害到设备的内壁。同时，等离子体的不稳定也会导致已经开始发生的聚变反应停止。
因此，通过纵向、极向磁场制高温等离子体运动是长久以来的难题。因为温度本质上是微观世界粒子活跃程度的表征。温度越高代表粒子内能越大，粒子运动越活跃。控制这些非常活跃的粒子需要磁场在毫秒这个级别对局部多个磁场的强弱做出迅速反应。
控制等离子体的能力体现在以多少摄氏度的温度下约束多少时间，比如EAST多年前就做到了1,056秒长脉冲高参数等离子体运行，其间电子温度近7,000万摄氏度。
3、控制换料和维修
无论是托卡马克还是仿星器，内部腔室必须是真空(为了隔绝热辐射)、强磁场的环境。在这种环境下人是不可能进去操作的。为了维持核聚变反应长时间运行，需要通过自动化的手段比如机械臂等实现对设备的检修和维护。
对于反应完的“炉渣”也就是高温氦原子需要通过偏滤器排出，并吸收和利用带出的热能。这个部件在托卡马克装置上叫做偏滤器。加料也需要在真空腔室的特殊位置上布设专门的设备喷射高温等离子体进入真空反应室内部实现加料。
4、控制反应条件
人们根据劳森判据得到了托卡马克、仿星器装置的相关环境参数，也就是聚变三重积反应物质密度，反应温度和约束时间乘积，也就是n T τ 三者的乘积。当聚变三重积的值小于10的21次方时，聚变反应无法发生。当聚变三重积小于10的22次方量级时，输入的能量小于输出的能量，也不具备商业价值。因此，需要可控核聚变设备在多个聚变参数上进行控制和维持，保证反应条件不低于劳森判据的理论最低值，尽量维持聚变反应。
- 反应截面：σ = ( ∝ n · T . τE )
- 聚变功率P ∝ σ ∝ ( n · T . τE )
- 聚变能量：E = 聚变功率P x 聚变燃烧时间T燃烧
5、控制成本
目前的可控核聚变设备都太贵了，ITER 和CFETR 都是100亿美元以上级别的。
在功率和建设成本之间找到一个平衡点未来将成为可控核聚变大规模应用的重要突破口。100亿美元的建设成本太高了，对于世界上绝大多数国家来说都是难以负担的。如果建设成本控制不住，未来可控核聚变也仅仅是经济实力强大的国家的大玩具。在小国根本消费不起可控核聚变的情况下，要么继续以往化石能源美国、俄罗斯或欧佩克予取予求，要么就只能是链接输电线路仰可控核聚变大国的鼻息。
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