核聚变装置的工作原理和太阳有着异曲同工之妙，太阳巨大的能量来自核聚变反应。在太阳的中心，温度高达2000万摄氏度，在高温高压条件下，氢原子核聚变成氦原子核，并释放出大量能量。
　　核聚变装置的真空反应室相当于一个装高温等离子体的炉子，最受考验的是直接面向高温等离子体的内壁，即第一壁材料。氘氚聚变反应产生大量的高能中子和α粒子、电磁辐射，它们和等离子体离子、快原子和其他从等离子体逃逸出的粒子(氘、氚和杂质)等，强烈地作用于第一壁。用什么材料制成的容器能够盛装上亿度的高温材料?这成为最主要的难题。到目前为止，科学家发现没有任何一种容器能够承受上亿度的高温。耐火砖、不锈钢等都不可行，必须采用特殊方式来约束聚变燃料。既然没有任何器皿能盛装上亿度高温的等离子体聚变燃料，可否用磁场构造一个“磁容器”来盛装?
　　于是，苏联科学家提出了“托卡马克”的概念。那就是利用环形封闭磁场组成的“磁笼”，其外面大量的大线圈和磁体会产生一个环形的磁容器，在这个磁容器里面约束、加热聚变的燃料，让它发生聚变反应。但是又一个问题难住了科学家，如果使用磁容器，将至少需要100万吨磁铁，很不实际。于是科学家又想到了磁场很强大的电磁铁，但是使用电磁铁也至少需要1万吨，这可难住了科学家们，经过40多年的努力，科学家发现超导体拥有特别强大的磁场，效率是磁铁的几万倍。
　　2008年开始，“人造太阳”计划进入正式实施阶段，整个计划预计持续35年，在2018年之前主要是建设反应堆；在2038年之前结束操作实验；并在2043年将实验的反应堆活化、拆除。在今后35年间，这个“人造太阳”的实验堆将耗资100亿欧元以上。中国最终承担占总投资9％的费用，约合100亿元人民币。“人造太阳”每年需要大约3600万元的运行费，它一旦运行，就必须要持续2个月，平均每天要花费50万元左右。毫无疑问，这是一场时间和金钱都消耗巨大的持久战。这个向大自然盗取“天火”的计划背后有太多的不可知，这个巨大的力量会不会超出人的掌控?乐观者预测未来50年内有望揭开能源的终极秘密；悲观者则表现出很大的担忧，似乎看到了人类对新能源急功近利的掠夺心态。
　　国际原油价格的高涨，石油、煤炭、天然气等不可再生能源获得的有限性以及环境污染的加剧，督促人类寻找清洁、高效并具备大规模推广潜能的能源。不过，在这样的大背景下，“人造太阳”计划的意义显而易见。