En av dessa tvister rör Irans förslag om Hormuzsundet. Rubio sade att en diplomatisk lösning skulle vara omöjlig om Teheran försökte införa ett avgiftssystem för fartyg som passerar sundet, vilket USA anser vara en internationell farled som måste förbli öppen och fri för global handel.
Eftersom ungefär en femtedel av världens olje- och gastransporter passerar sundet, har kontrollen över sjöfartsreglerna där blivit en central strategisk fråga i förhandlingarna.
Pakistan har klivit in i samtalen som mellanhand mellan Washington och Teheran. Inrikesminister Mohsin Naqvi har rest till Teheran flera gånger för att vidarebefordra budskap och förslag mellan de två sidorna.
Enligt rapporter från iranska och regionala medier har Naqvi träffat Irans utrikesminister Abbas Araqchi för att diskutera potentiella kompromisser och hjälpa till att etablera en ram som så småningom kan leda till ett formellt avtal.
Denna medling återspeglar förhandlingarnas indirekta karaktär: istället för direkta samtal bär mellanhänder fram och tillbaka förslag medan diplomater försöker minska de viktigaste tvistefrågorna.
Den svåraste tekniska frågan gäller Irans lager av uran anrikat till cirka 60%. Den anrikningsnivån ligger långt över vad som krävs för civilt bruk och anses vara nära vapengrad, vilket gör den till en central fråga för USA:s förhandlare.
Washington har krävt att det anrikade uranet förs bort från Iran som en del av ett avtal. Iranska ledare har dock motsatt sig detta krav och föredrar istället att behålla materialet inom landet under internationell övervakning.
Denna oenighet om var uranet ska förvaras har blivit ett av de största hindren för att nå ett bredare avtal.
Den andra stora frågan rör det strategiskt viktiga Hormuzsundet, en smal farled som förbinder Persiska viken med globala sjöfartsleder.
Teheran har framfört idéer om större kontroll över transitregler eller till och med ett avgiftssystem för fartyg som passerar sundet. USA:s tjänstemän har avvisat detta koncept och argumenterat för att införande av avgifter eller nya restriktioner skulle undergräva principen om fri navigering på internationellt vatten.
Eftersom energiprodukter från Gulfen passerar denna korridor, skulle varje förändring av dess styre få globala ekonomiska konsekvenser.
Finansmarknaderna har varit extremt känsliga för rubriker om förhandlingarna.
Rapporter som antydde att Washington och Teheran närmade sig en ramöverenskommelse utlöste ett kraftigt fall i oljepriset och en uppgång på aktiemarknaderna när handlare prissatte minskad geopolitisk risk och stabilare energiflöden.
Senare rapportering visade dock att inget slutgiltigt avtal hade nåtts och att centrala frågor – särskilt uranhanteringen och kontrollen över Hormuzsundet – fortfarande var olösta. Oljepriset återhämtade sig därefter när den inledande optimismen avtog.
Diplomater säger att samtalen fortfarande kan producera en interimistisk ram om förhandlarna lyckas minska gapen kring uranlagring och sjöfartsregler i Hormuzsundet. En sådan ram skulle sedan kunna leda till ett mer detaljerat långsiktigt avtal.
Om dessa tvister förblir olösta kommer förhandlingarna sannolikt att fortsätta utan ett avgörande genombrott. I det scenariot kan marknaderna fortsätta att reagera kraftigt på varje ny rapport eller rykte om framsteg.
För tillfället kan situationen bäst beskrivas som skör diplomati: diskussioner pågår, medlare är inblandade och det finns tecken på gradvisa framsteg – men kärnfrågorna som skulle definiera ett permanent avtal är fortfarande olösta.