实现相干光通信系统涉及一系列技术问题，主要有以下关键技术。
(1)窄线宽的半导体激光器
相干光纤通信系统中对信号光源和本振光源的要求比较高，它要求光谱线窄、频率稳定度高。光源本身的谱线宽度将决定系统所能达到的最低误码率，应尽量减小。
(2)调制技术
在相干光通信系统中，除FSK可以采用直接注入电流进行频率调制外，其他都是采用间接调制方式
(3)接收技术
相干光通信的接收技术包括两部分，一部分是光的接收技术，另一部分是中频之后的各种制式的解调技术。解调技术实际上是电子的ASK、FSK和PSK等的解调技术。在光的接收技术中，主要有平衡接收、偏振分集接收和相位分集接收。
(4)偏振控制技术
相干光通信系统接收端必须要求信号光和本振光的偏振同偏，才能取得良好的混频效果，提高接收灵敏度。信号光经过单模光纤长距离传输后，偏振态是随机起伏的，为此，人们提出了很多方法，如采用保偏光纤、偏振控制器和偏振分集接收等方法。
