個系統的不同部分之間相互作用的定性性質，以及由此決定的整個系統總體的運動狀態”，把工程控制論定義為“研究控制論這門科學中能夠直接用在控制系統工程設計的那些部分”。
花費了三年時間，錢學森把他對於工程控制論的見解，用英文寫成30多萬字的《工程控制論》。1954年，署名“Tsien， ”的《Engineering Cybernetics》（即《工程控制論》），由美國McGraw Hill出版社出版。
這是一部開創性的、奠基性的著作，引起了各國科學家的關注。1956年蘇聯出俄文版《ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА》，1957年*德國出德文版《Technische Kybernetik》，1958年中國出中文版。這部著作獲1956年度中國科學院自然科學獎一等獎。1957年國際自動控制聯合會（IFAC）第一屆理事會推舉錢學森為首屆理事長。1980年，錢學森又與宋健等人共同完成了中文修訂版。
錢學森嶄新的研究成果表明，他不僅是一流的導彈專家，而且一旦轉向其他領域的研究，他依然是一流的科學家。
《工程控制論》是錢學森在被監控之下完成的學術專著。欲歸不能，錢學森處於漫長而痛苦的等待中。錢學森不知道這樣等待的日子，何年何月方能結束。
中美在日內瓦的較量
就在錢學森埋頭於工程控制論研究的時候，中美之間的博弈在激烈地進行著……
1950年6月25日朝鮮戰爭爆發。美軍打著聯合國的招牌進軍朝鮮，中國則派出中國人民志願軍進軍朝鮮。雖然中美雙方是在“志願軍”和“聯合國軍”的名義下交戰，實際上中美兩國成了敵對的交戰國，中美關係緊張到了極點。正是在這樣的大背景之下，美國逮捕了錢學森。
1953年7月27日，隨著《朝鮮停戰協定》在板門店簽字，標誌著歷時3年的朝鮮戰爭終於結束。這時，中美關係雖然還是那樣的僵冷，畢竟交戰已經中止。
1954年4月，美、英、法、中、蘇五國外長在日內瓦舉行會議，討論和平解決朝鮮問題以及恢復印度*和平問題。以周恩來總理兼外長為團長的中國代表團來到日內瓦，出席會議，象徵著新中國首次以五大國的地位和身份出現在世界上。在會場，中美兩國代表相遇時，冷漠而又尷尬，沒有握手，沒有寒暄，甚至連點一下頭都沒有，彼此都把對方視為陌路人。
當時，中華人民共和國與美國沒有外交關係，但是與英國有外交關係。曾任英國駐新中國的第一任代辦的杜維廉（Humphrey Trevelyan）出面居中斡旋。美國透過杜維廉向中方表示，希望解決在華被拘留的美方人員返回美國的問題。這批在華被拘留的美方人員之中，有侵犯中國領空而被中國政府拘禁的美國飛行員等軍事人員，還有一批在中國被捕的美國間諜，僅1954年11月23日經中國最高人民法院軍事審判庭依法作出判決的美國間諜就有13人。當時中國也有一批像錢學森這樣的科學家以及留學生被扣在美國，無法回國。中美雙方都希望解決彼此的被扣押人員。
周恩來認為應利用時機，開闢同美國直接接觸的渠道。於是，6月5日中美代表在日內瓦聯合國大廈進行了首次直接接觸。中方代表為中國代表團秘書長、中國駐波蘭大使王炳南，美方代表為美國代表團秘書長、副國務卿、美國駐捷克大使尤·阿·約翰遜，雖然第一次會談只有15分鐘，但畢竟是中美這兩個互不承認、沒有外交關係的國家，舉行的大使級會談，成為世界外交史上的創舉。
王炳南有著不凡的經歷，他曾經留學日本、德國。1936年，在西安事變中協助周恩來做了諸多*工作。