PSI는 상기 법적인 문제 외에도 실행하는 측면에서도 몇 가지 PSI 자체의 효과성에 대한 문제점도 노출하고 있다. 우선 이중용도 품목 같은 불법 선적물에 대한 기준이 불분명하다는 문제점에 직면하고 있다. 즉 WMD 부품이나 물자의 상당부분이 산업용 및 군사용으로써 사용 가능한 이중용도 품목이므로 이를 실질적으로 구분하기 어렵다는 점이다. 따라서 최초 산업용으로 용도를 적시한 후, 공식적인 반입 절차를 거쳐 반입한 다음 이를 WMD 생산용 또는 군사용으로 전용할 경우, 이를 중간과정에서 PSI로 차단하기는 원천적으로 불가능하다. 예를 들어, 지난 2011년 1월 16일 노르웨이 일간지 ｢아프텐포스텐｣은 위키리크스가 공개한 미국의 국무부 외교전문을 인용해 “중국이 접경도시인 단둥을 통해 북한에게 스커드미사일 생산에 활용될 수 있는 철제품을 수년간 판매해 왔다”고 보도한 바 있다. 동 제품은 미사일기술통제레짐(MTCR)에서 이동이 제한된 품목이라고 한다.
PSI는 법적인 문제 외에도 자체적 문제도 노출되고 있는데, 불법 선적물에 대한 기준이 불분명하며, 특히 WMD 부품이나 물자의 상당부분이 이중용도 품목이라 구별하기 어렵다는 문제가 있다.