超高温通常指温度超过2000℃的极端状态，物质在此条件下原子电离形成等离子体（第四态），并能触发核聚变反应释放能量。自然界的超高温普遍存在于恒星等星体内部，其等离子态物质占比超过99%。

截至2025年，人类瞬时产生的最高温度记录仍为1994年美国普林斯顿等离子物理实验室托卡马克装置利用氘和氚的等离子混合体实现的5.1亿摄氏度，而中国全超导托卡马克装置（EAST）实现了1亿摄氏度等离子体持续运行1066秒的稳态控制突破。绝对零度相当于-273.15°C，根据热力学第三定律是只能无限接近却无法达到的，人类所达到的最低温度为2.8×10-10K，该温度是1993年2月于芬兰赫尔辛基大学的低温实验室利用核去磁装置产生。

中国科学院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克装置（EAST）通过长期实验积累，于2025年实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒，该成果依托聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）的技术突破。2025年启动的《合肥聚变宣言》由多国科学家签署，推动全球围绕超高温反应堆关键技术协同攻关，紧凑型聚变能实验装置（BEST）的全球研究计划同步发布。

一般称几千摄氏度到一万摄氏度的温度为高温，比这更高的温度称为超高温。在超高温下，物质状态发生显著变化，原子由于其中的电子脱离原子核的束缚而成为离子。物质的这一状态称为物质的第四状态，即等离子体。氘核和氚核在超高温下结合成新的原子核，释放更大核能，称为聚变。

一些则以电浆的形式存在，宇宙中大部分星体都是由电浆组成的。

2025年燃烧等离子体国际科学计划在合肥正式启动，紧凑型聚变能实验装置（BEST）全球研究计划同步发布。来自10多个国家的科学家签署《合肥聚变宣言》，倡导全球协作推进可控核聚变研究。BEST装置已实现1亿摄氏度等离子体1066秒稳态运行，该技术参数被纳入宣言的技术基准条款，要求成员国共享超导材料与超高真空实验数据。中国依托BEST装置平台，组织各国科研力量在超强磁场和超高温等离子体等核心领域开展联合技术攻关。

超高温技术方面，实验室超高温电炉加热度，如洛阳西格马利用二硼化锆复合陶瓷材料作为发热体制成的加热炉加热到2600℃，则为超高温。西格玛超高温实验室为开放式超高温检测与技术研发的实验室。