原子核是带正电荷的，因此一对原子核之间需要具有足够大的相对运动动能，才能克服库仑斥力而相互接近，引起核反应。例如两个氘原子核，需要有200千电子伏的相对运动能量，才能互相接近到10-12厘米的距离内而引起核反应。要把离子加到多高的温度才能有200千电子伏的动能呢？室温时空气分子的平均动能只有0.01电子伏，因此要使氘原子核有机会相互碰撞而发生热核反应，必须将核燃料（氘或氘氚混合物）加热到几千万摄氏度以上。当然，这样高的温度，氘已经完全电离，这种完全电离后的离子与电子混合在一起，称为等离子体气体。
为了实现受控热核反应，从理论上与实验上研究等离子体的运动规律，就是“等离子体物理”这样一门学科。
事情就这样矛盾，希望两离子靠近吧，要给它们能量，只能靠提高它们温度来使它们有足够高的能量；可提高了温度，它们早都成了气体，离子都在作杂乱无章的运动。
任何普通的容器都无法聚集住如此高温的等离子体，唯一的办法是用磁场来约束它。也就是说，假如把氘离子比作一些乱飞的小鸟，则能关住它们的只有磁场。
磁场可以是永久磁铁产生，也可以是利用电流产生，为了得到人们所希望的磁场，用电流产生磁场会更方便些。
为了容易了解磁场约束等离子体的原理，大家要记住以下一些电磁学知识：
第一，磁场的方向与大小，可以形象地用磁力线表示。下图是一个载流线圈（也就是有电流流过的线圈）的磁力线的示意图，磁场的方向，就在磁力线上画一个箭头就是了，磁场的大小就用磁力线的疏密来表示，在图中就能看到，在电流圈中间磁场比较大，离开电流圈越远，磁场就小。
载流线圈产生的磁场示意图
第二，带电粒子在磁场中作圆周运动或螺旋线运动。当带电粒子的速度与磁场B的方向垂直时，就在与磁场垂直的平面上作圆周运动，如下图所示，当磁场B沿z方向时，正离子在xy平面上作顺时针圆周运动；（电子带负电，运动的方向就逆时针），同样速度的离子，磁场越强，圆周运动的半径越小。若正离子还有一沿z方向分速度，则正离子沿磁力线作螺旋线运动。
带电离子在磁场中的运动
第三，带电粒子绕着磁力线运动时，磁场越强，绕圈的速度越快，但又要遵从能量守恒原理，转圈的速度越快，则沿磁力线跑的速度就越慢。就好像一个人沿着梯子上高塔顶，若要求你在每一层上必须转几个圈子再上高一层，你的力气用在转圈子的多，用在上楼的就少，甚至完全失去了上楼的力气而停止向上。
接下来的两图分别表示两电流同向且相距一定距离的线圈所产生的磁场；两电流异向且相距一定距离的线圈所产生的磁场。掌握了电流产生磁场的规律，设计者可以按照自己的设计要求让载流线圈绕成各种形状来获得所需要的磁场形式。也就是说，我们要设计各种各样的磁场来约束等离子体，让等离子体达到足够高的温度与密度，使氘离子互相碰撞而发生聚变反应。
两同向线圈的磁场
两异向线圈的磁场
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