核聚变产业的发展，并非单一技术的突破，而是需要上下游全产业链的协同发力。作为一个知识密集、资金密集、人才密集的高科技产业，核聚变产业链涵盖上游燃料与材料、中游核心设备与装置、下游示范应用与商业化运营等多个环节，每个环节相互关联、相互支撑，共同构成了核聚变产业的完整生态。当前，全球核聚变产业链正处于加速构建阶段，上下游企业逐步集聚，但同时也面临核心材料短缺、关键设备依赖进口、产业链协同不足等瓶颈，突破这些瓶颈，是推动核聚变产业快速发展的关键。
上游产业是核聚变产业的基础，主要包括聚变燃料、核心材料两大领域，其技术水平直接决定了核聚变装置的性能和安全性。聚变燃料领域，主要涉及氘的提取、氚的制备以及锂资源的开发利用。氘的提取技术已相对成熟，可通过海水蒸馏、电解等方式实现规模化提取，目前全球海水氘储量充足，能够满足长期聚变反应需求；氚目前主要通过锂与中子反应制备，我国锂资源储量丰富，且海洋中锂储量高达2600亿吨，为氚的制备提供了充足的原料保障，但氚的规模化制备技术仍需进一步优化，降低成本、提高效率。
核心材料是上游产业的重中之重，也是目前核聚变产业面临的主要瓶颈之一。核聚变装置需要在亿度高温、强磁场、高辐射的极端环境下运行，对材料的耐高温、耐辐射、耐腐蚀、高强度等性能提出了极高要求。目前，核心材料主要包括超导材料、耐高温结构材料、绝缘材料、真空材料等。其中，超导材料是磁约束聚变装置的核心，用于产生强磁场约束等离子体，目前我国在高温超导材料领域已实现突破，新一代高温超导材料的性能达到国际先进水平，但超导材料的规模化生产、稳定性提升仍需进一步发力；耐高温结构材料主要用于聚变装置的真空室、 divertor（偏滤器）等部件，需要承受亿度高温和高辐射，目前全球仍处于研发阶段，尚未形成成熟的规模化生产能力，部分高端材料依赖进口。
中游产业是核聚变产业的核心，主要包括核心设备制造、聚变装置集成与调试等环节，是技术难度最高、资金投入最大的领域。核心设备主要包括超导磁体、等离子体加热系统、真空系统、诊断系统、电源系统等，每个设备都具有极高的技术门槛，需要精密制造、高端装备和系统集成能力的支撑。超导磁体是磁约束聚变装置的“心脏”，用于产生强磁场，其制造难度极大，需要高精度的线圈绕制、超导材料的无损加工等技术，我国目前已具备超导磁体的自主研发和制造能力，能够满足国内聚变实验装置的需求，但大型商用聚变堆所需的超导磁体，仍需进一步提升性能和规模化制造能力。
等离子体加热系统用于将等离子体加热至亿度高温，主要包括电子回旋共振加热（ECRH）、离子回旋共振加热（ICRH）等设备，其技术核心是大功率微波源、高频天线等，目前我国在加热系统领域已实现部分自主化，但高端大功率设备仍依赖进口；诊断系统用于监测等离子体的温度、密度、约束状态等参数，是实现可控聚变的关键，需要高精度的探测设备和数据处理系统，我国在诊断系统领域的自主研发能力正在逐步提升，但与国际先进水平仍有差距。此外，聚变装置的系统集成与调试，需要整合上下游所有设备和技术，协调各系统的运行，对工程化能力和经验提出了极高要求，我国通过“东方超环”“中国环流3号”等装置的建设和运行，已积累了丰富的系统集成与调试经验，为大型聚变装置的建设奠定了基础。
