2002年12月，借助对纳坦兹和阿拉克拍摄的卫星照片，美国指责伊朗发展大规模杀伤性武器。这是2002年9月16日，美国卫星拍摄到的在伊朗纳坦兹的核设施照片。

　　伊朗从２０世纪５０年代开始核能源开发活动，并曾得到美国及其他西方国家的支持。１９８０年与美国断交后，美国曾多次指责伊朗以“和平利用核能”为掩护秘密发展核武器，并对其采取“遏制”政策。

　　２００３年初，伊朗宣布发现并提炼出能为其核电站提供燃料的铀后，伊朗的核能开发计划遭到美国的“严重质疑”。铀浓缩技术是国际社会严禁扩散的敏感技术。美国军事专家认为，伊朗拥有浓缩铀就意味着拥有核武器，因此美国政府警告伊朗停止与铀浓缩相关的活动，并威胁要将伊朗核问题提交联合国安理会审议，以对伊朗进行制裁。

　　国际原子能机构也通过多项相关决议，要求伊朗与其合作，签署《不扩散核武器条约》附加议定书，允许国际原子能机构对其进行更为严格的突击检查，终止提炼浓缩铀试验。在国际社会，特别是在代表欧盟的法国、德国、英国积极斡旋下，伊朗为解决核问题采取了一系列积极举措。２００３年１２月１８日，伊朗正式签署了《不扩散核武器条约》附加议定书。２００４年４月，伊朗宣布暂停浓缩铀离心机的组装。

　　２００４年６月底，伊朗在未能说服国际原子能机构结束对其核设施核查的情况下，宣布在暂停提炼浓缩铀活动的同时，恢复浓缩铀离心机的组装。尽管国际原子能机构理事会９月１８日通过决议，要求伊朗在１１月２５日之前暂停与铀浓缩有关的一切活动。但伊朗明确表态不会终止铀浓缩活动，并于９月２１日宣布已开始将３７吨铀“黄饼”（铀矿料）的一部分用于铀转化试验。

　　２００４年６月１日，国际原子能机构向理事会成员国提交一份秘密报告，认为伊朗在当年４月前没有向该机构申报进口了用于先进的第二代浓缩铀离心机的零件及其来源。国际原子能机构理事会６月１８日通过决议，敦促伊朗尽快对此予以澄清，以使对伊核查尽早完成。伊朗在未能说服国际原子能机构结束对其核设施核查的情况下，于６月底宣布在暂停提炼浓缩铀活动的同时，恢复浓缩铀离心机的组装。

　　为了说服伊朗彻底终止铀浓缩活动，德法英３国与伊朗举行了多轮会谈。２００４年１１月初双方在巴黎初步达成协议，３国承诺向伊朗提供一座轻水反应堆、核燃料以及核技术，并将在经贸合作方面为伊朗提供帮助。１１月２２日，伊朗宣布中止与铀浓缩有关的一切活动。２９日，国际原子能机构理事会通过决议，决定不将伊朗核问题提交联合国安理会。但伊朗一直坚持铀浓缩的中止只是暂时行为。

　　为了磋商有关巴黎协议的落实问题，伊朗与德法英３国从２００４年１２月以来进行过多轮谈判，但双方在关键问题上一直未能达成一致。２００５年５月底，双方达成协议，欧盟表示将在两个月内提出一个综合计划，以推进与伊朗在技术和核能领域的合作，并进一步解决伊朗核问题。

　　自７月底以来，伊朗一直敦促欧盟按期递交提议，并多次威胁将重启铀转化活动。８月５日，德、英、法三国代表欧盟向伊朗递交了解决伊朗核问题的一揽子提议。但伊朗称这一提议“是无法接受的”。８月８日伊朗恢复了在伊斯法罕的铀转化活动。为此，国际原子能机构理事会８月９日举行紧急会议，并以协商一致方式于１１日通过一项决议，要求伊朗立即停止与铀浓缩有关一切核活动，与欧盟继续就其核问题进行谈判，但遭伊朗拒绝。伊朗与欧盟之间有关核问题的谈判陷入僵局。

　　９月１７日，伊朗总统艾哈迈迪－内贾德在参加第６０届联合国大会发言时，重申了坚持和平利用核能的一贯立场，并就解决伊朗核问题提出了一系列建议，包括邀请外国公司参加该国的铀浓缩计划，以最大限度确保该计划的透明性。德法英三国立即作出反应，对伊朗的立场表示失望，并决定将伊朗核问题提交联合国安理会。１８日，德法英三国开始起草有关决议草案。２０日，代表欧盟的德法英三国向国际原子能机构理事会会议散发了关于伊朗核问题的决议草案，要求国际原子能机构将伊朗核问题报告联合国安理会和联合国大会，使伊朗核问题再度成为国际社会关注的焦点。

　　２００５年９月，伊朗核问题出现新转机，欧盟不再明确要求将伊朗核问题报告联合国安理会。伊朗驻国际原子能机构高级代表瓦伊迪说，伊朗在核问题上的坚定立场是促使欧盟改变决定的重要原因。

　　２００６年１月１０日，伊朗国家原子能组织副主席赛义迪宣布，伊朗已于当天正式拆除了核燃料研究设施上的封条。这表明，在中止了两年多的核燃料研究工作后，伊朗已正式恢复核燃料研究活动。

　　同月１２日，英法德欧盟３国外长和欧盟负责外交与安全政策的高级代表索拉纳在柏林会晤，指责伊朗重新恢复核燃料研究导致了伊朗核问题的升级，并提议就伊朗核问题召开由联合国安理会介入的国际原子能机构理事会紧急会议。美国国务卿赖斯同日表示，伊朗重启核研究计划是对国际社会危险的挑衅，必须将伊朗核问题提交安理会，并对其进行可能的制裁。１３日，俄罗斯也表示，如果伊朗不暂停与铀浓缩有关的研究活动，将伊朗核问题提交安理会是“可能的”。

　　面对各方的压力，伊朗态度依然强硬。伊朗外交部长穆塔基表示，如果伊朗核问题被提交安理会，伊朗将停止谈判，终止在自愿基础上同国际原子能机构进行的合作。伊朗总统艾哈迈迪－内贾德也表示，伊朗决不会放弃和平利用核能的合法权利，即使核问题被提交联合国安理会，伊朗也不会停止已经重启的核能研究活。

　　２月４日，国际原子能机构理事会会议４日以２７票支持、３票反对和５票弃权的表决结果通过了欧盟方面提出的一项决议案，决定将伊朗核问题向联合国安理会报告。国际原子能机构理事会将于３月初再次举行会议，听取总干事巴拉迪关于伊朗核问题及其有关决议的实施情况的报告，以决定下一步的行动。同日，伊朗最高国家安全委员会副秘书瓦伊迪在国际原子能机构理事会决定将伊朗核问题向联合国安理会报告后举行的新闻发布会上称，伊朗将全面恢复铀浓缩活动，并宣布中止“自愿合作”措施。２月１４日，伊朗证实已于前一天重启了部分铀浓缩活动。２００６年４月，伊朗副总统兼国家原子能组织主席阿加扎德说，伊朗已成功地生产出纯度为３．５％的低纯度浓缩铀 。