受控核聚变实现的方式主要有两种——磁约束核聚变和惯性约束核聚变。其中磁约束核聚变是用强磁场来约束高温核聚变燃料。实现受控核聚变的条件十分苛刻，一是燃料需达到极高的温度（1亿摄氏度以上），但极端高温下的燃料无法用普通固体容器来盛装，为此，科学家们提出用强磁场的方式来约束处于极高温下的聚变燃料；二是具有足够的密度，从而提高燃料原子核之间碰撞而发生核聚变反应的概率；三是具备足够长的能量约束时间，将高温高密度的核反应条件维持足够长的时间，才能使核聚变反应得以持续进行。也就是说，燃料离子温度、密度、能量约束时间，这三个参数的乘积（“聚变三乘积”）必须达到一定值，才能满足聚变“点火”条件，实现受控核聚变。因此，核聚变原理虽然简单，但聚变能开发却面临一系列科学技术挑战。

国际磁约束受控核聚变研究始于上世纪50年代，经历了从最初的少数几个核大国进行秘密研究、技术解密，再到世界范围内开放合作、共同参与的研究阶段。在研究进程中，也先后探索了箍缩、磁镜、仿星器、托卡马克等众多途径，目标都围绕如何提高等离子体的关键参数，最终满足受控核聚变反应的条件。从上世纪70年代开始，托卡马克途径逐渐显示出独特优势，成为磁约束核聚变研究的主流途径。国际磁约束聚变界通过几十年努力，在核聚变研究领域取得了重大进展，装置的“聚变三乘积”提升了几个数量级，但要实现受控核聚变，关键技术上仍存在很大挑战，需凝聚全世界之力共同攻克。1985年，国际热核聚变实验堆（ITER）计划提出，其目的就是希望通过国际合作，建造一座核聚变反应堆，以验证核聚变能和平利用的科学可行性和工程技术可行性。