目前可以在一定程度上实现，但持续时间非常短（<1秒）
多国(包括中国)合作的ITER托卡马克可控聚变实验装置计划在2019年建成。如果顺利的话，预计在2027年实现更持久、稳定的可控聚变。
聚变火箭，也分不同原理。某种意义上说，40年前就已经可以造，原理也不是很复杂——先用传统的化学发动机把火箭送入近地轨道，然后在火箭的后面触发核爆，把核爆产生的冲击波和/或光能转化为火箭加速的动力。(下图为1967年美国做的相关装置的实验)
20世纪50、60年代，美国、英国都做过相应的实验。但是，随着1963年《禁止在大气层、外层空间和水下进行核武器试验条约》和1996年《全面禁止核试验条约》的签订，这种原理的核动力火箭研究因条约禁止而下马。
将来可能和可控聚变装置配套的推进器，有可能是离子推进器。离子推力器，为空间电推进技术中的一种。其原理是先将气态工质电离，并在强电场作用下将离子加速喷出，通过反作用力推动卫星进行姿态调整或者轨道转移任务。离子推力器具有比冲高、效率高、推力小的特点。与传统的化学推进方式相比，离子推力器需要的工质质量小，系统可靠性高，是一种已经进入实用化的太空推进技术(下图为美国在深空1号飞船上装的2.3kW的离子推进器)。目前的技术水平下，离子推进器的输入功率为1–7 kW, 喷口的喷射速度为20–50 km/s, 推力为25–250毫牛顿，效率为65–80%——效率很高，但是推力还是太小。要想发挥可控聚变提供的更高的功率，还要有更大推力的产品。
美国已经设计出一种小型核动力火箭发动机，称为微型核反应堆发动机，大约还要6～7年可制造出来。美国宇航局表示，它在月球探测技术方面想做的主要是加速包括核能推进在内的新推进技术的研发工作。在美国宇航局2003财年预算草案中，有4650万美元用于核推进研究；有7900万美元用于航天器核反应堆研制。自2012年起，经过1万小时运转后，中国成功在“实践9号”科学卫星上完成XIPS-20氙离子推进器的测试工作。该推进器直径只有200毫米，重140千克。