これまでに燃焼試験された化学系推進剤の中で最も比推力が高いのは、リチウムと、比推力を向上させるフッ素に水素を加えた組み合わせである。それぞれの推進剤はそれぞれのタンクに貯蔵される三液推進系である。この組み合わせにより真空中での比推力は542秒を得られ噴出速度は5320m/sである。これほど優れた推進剤が一般的に使用されない理由は、3種類のそれぞれの液体推進剤を水素は－252°C (21K)、リチウムは180°C (453K)で液状に保つ必要があるからである。リチウムとフッ素は両方とも腐食性が強くリチウムは空気と触れるだけで発火し、フッ素は大半の燃料と接触するだけで点火し、水素は自己着火性ではないが爆発の危険がある。排気ガスに含まれるフッ素とフッ化水素(HF)は強い毒性を持ち発射台周辺で作業する事を困難にさせ、環境に悪影響を及ぼし打ち上げの許可を得ることが困難である。ロケットの排気も同様にイオン化されロケットとの無線による通信を妨げる。リチウムとフッ素は高価で希少であり、実際にこのような用途には十分に問題である。この組み合わせで打ち上げられたことはない。
液体酸素を酸化剤、液体水素を燃料とするロケットは、現在実用されている液体燃料の推進剤の組み合わせでは最高の比推力を持ち、そのために、特に衛星打ち上げロケットの2段目や3段目にこれを用いた場合、他の液体燃料よりもペイロードを増大させることが出来る。しかし、液体水素の密度は水の1/14ときわめて小さく、それを収めるタンクは極めて大きなものとなって構造効率は大きくなる。また、沸点が-252.6℃と極低温の燃料であり、燃料タンクには断熱を施さねばならず、極低温による金属の収縮、脆化を考慮しなければならない。燃料ポンプ（ターボポンプ）は極低温で動作しなければならないうえに、二段燃焼式の場合、駆動タービン側は高温になるため、極端な温度差に加えて猛烈な震動の環境下で確実に動作する高度な信頼性が求められる。ロケットへ燃料を注入した後は、タンク内で蒸発した燃料ガスの圧力を逃がすために外部へガスを排出しており、またロケット本体の断熱が完全ではないため空気中の水分がロケットの外部に少しずつ氷結してゆく。このため時間と共に燃料が目減りし、ロケットが重くなってゆくことになる。加えてターボポンプの流量や回転数の問題から、液体酸素/ケロシン系のエンジンに比べて大推力のエンジンを製作することが難しいので、衛星打ち上げロケットの第1段にこれを用いる場合、重力損失を軽減するため固体ロケットブースタを付加して推力を増強し、液体酸素/液体水素エンジンそのものは固体ブースタで高空に持ち上げた後の加速を主眼において設計する、などの手法が必要となる可能性がある。代表的なLOX/LH2エンジンには、第1段用としてはNASA、スペースシャトルのメインエンジン (SSME)、ESAのヴァルカン、JAXAのLE-7A、上段用としてはのNASAのJ-2やRL-10、JAXAのLE-5Bなどがある。スペースシャトルや種子島宇宙センターのロケット打ち上げ時に出る大きな雲状のものは燃焼ガスと注水の水（音響と熱による発射設備の損傷防止用）の「湯気」の霧の混合物である。打ち上げの写真を注意深く見ると固体燃料燃焼ガスの茶色い雲（塩酸霧が主）と真っ白の水の霧の二種類が分かる。水霧の一部は液体酸素-液体水素メインエンジンの燃焼による水蒸気由来である。
KSLV-IIとその他の韓国の宇宙・軍事開発プロジェクトに関わる技術を得るため、韓国が様々なロケット技術保有国に対して合法、または違法な手段でアプローチしていることが報じられている。例えば朝鮮日報等では、韓国がKSLV-IIを開発するにあたって技術供与を求めてロシアのほかにもウクライナのユージュノエ設計局やEUや日本にアプローチしていることが報道されており、毎日経済新聞では、KSLV-II開発事業団が必要な要素技術や部品や素材を導入するために、ロシア、ウクライナ、フランス、ドイツ、アメリカにアプローチをしていることが報じられている。また、韓国系アメリカ人がKSLV-IIのためにロシアの高性能ロケットエンジンのRD-180とその関連技術をアメリカから韓国に不正輸出しようとして2009年4月に逮捕され、その後に懲役57ヶ月の判決を受けている。この男は「30年に渡って韓国への先進武器を一手に供給してきた」と自供しており、M61 バルカン、ロシアの防空システムとその部品、Su-27も不正輸出しようとしていた。またこの男は1989年にはサリンガスをイランに不正輸出しようとして逮捕され懲役39ヶ月を宣告され、その後出所していた。さらに、韓国宇宙人輩出事業ではコ・サンが研修先のロシアで保安規律違反（スパイ行為）により摘発されている。また1998年と2000年と2001年に、大韓民国国家情報院が在カムチャッカの韓国人解体業者“K”（第一次戦略兵器削減条約により削減された、SS-18/SS-19/SS-25などの、大陸間弾道ミサイルの解体作業を“K”がロシアより依頼された）に行わせたスパイ行為により、ロシアの弾道ミサイルのロケットエンジンを含む解体部品を韓国へ搬出させることに成功しており、これにより玄武-2が開発されたと見られている。しかし、これは北朝鮮のテポドン弾道ミサイルなどに対抗するための戦略級弾道ミサイル（MRBMやIRBMやICBM）技術の獲得を目的としたものであり、射程300kmから500kmの戦術地対地ミサイルで固体燃料方式の短距離弾道ミサイルである玄武-2の開発は、そのための一過程に過ぎないと考えられている。そして大陸間弾道ミサイルのブースターと衛星打ち上げ用宇宙ロケットは、実質的にほとんど同じ物である（両者は互いに転用可能）。逆に考えれば、韓国がKSLV-II（第一段目推力75t×4=300t）の開発に成功すれば、韓国はテポドン2号改（第一段目推力30t×4=120t）を超える大陸間弾道ミサイルの打ち上げ技術を保有することになる。