1952年10月31日，美国进行了世界上首次氢弹实验，它以液态氘做热核燃料，重65吨，爆炸威力为1000万吨TNT当量。

　　20世纪50年代初，美、英、苏等国的科学家开始受控核聚变研究。在和平利用核聚变的不懈探索中，理论研究和实验技术上遇到的一个又一个难以逾越的障碍让各国觉醒，受控核聚变大厦独木难支，只有开展广泛的国际合作才能逃脱共同面临的能源困境。

　　1985年，美国总统里根和原苏联总统戈尔巴乔夫，在一次首脑会议上倡议开展一个核聚变研究的国际合作计划。戈尔巴乔夫、里根和法国总统密特朗后来又进行了几次高层会晤，支持在国际原子能机构主持下，进行国际热核聚变实验反应堆，即ITER的概念设计和辅助研究开发方面的合作。

　　1987年春，国际原子能机构总干事邀请欧共体、日本、美国和加拿大、原苏联的代表在维也纳开会，讨论加强核聚变研究的国际合作问题，由此诞生了第一个国际热核聚变实验反应堆的概念设计计划。

　　伴随原苏联的解体，合作四方中的苏方由俄罗斯接替，计划受到很大影响。接下来，美国的退出更是给ITER计划雪上加霜。但经过9年的努力，规模大大缩减的国际热核聚变实验反应堆工程设计修改方案终于在2001年6月完成。

　　由于投资巨大，建设国将从中获得巨大的科技和经济利益，法国、西班牙、加拿大、日本都提出了申请。2002年10月，第19届国际聚变能大会在法国里昂召开，在这次盛会上，以上四国都在会展中心设立了展台，并做了精彩陈述。日本甚至表示，如果建在日本，日方愿意出30%的经费。其激烈程度不亚于申办奥运。

　　看到核聚变计划进展顺利，美国又深恐会落后他国，于是对“国际热核聚变实验反应堆”重新表示了兴趣。2003年2月18日，美国宣布重新加入这一大型国际计划，中国也于同一天正式加入该项计划。

　　2005年6月２８日，欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和中国的代表在莫斯科就国际热核聚变实验反应堆的选址问题达成一致，决定建在法国。由于当时具备条件参加角逐的只有日本和代表欧盟的法国，各方曾在选址问题上形成了两派意见，但最终还是达成一致，法国南部马赛附近的卡达拉舍由此成为世界上第一个国际热核聚变实验反应堆的建设地。

　　目前，该计划共有7方参与。继中国于2003年2月正式成为参与国之一，韩国（2003年6月）和印度（2005年12月）也相继加入。