Das Institut nimmt teil an der international betriebenen Kernfusionsforschung, die das langfristige Ziel verfolgt, die Methode der Energiegewinnung nach dem Vorbild der Sonne auf der Erde nachzuahmen und damit eine praktisch unerschöpfliche Energiequelle mit günstigen Sicherheits- und Umwelteigenschaften für die Menschheit nutzbar zu machen. Die an den Fusionsanlagen in den letzten Jahren erzielten Fortschritte liefern heute eine solide Datenbasis zur Extrapolation zu einer Fusionsmaschine mit zehnfacher Leistungsverstärkung. Dieser entscheidende Schritt soll mit der Realisierung des in internationaler Zusammenarbeit geplanten Experiments ITER gemacht werden, welches eine Fusionsleistung von 500 MW für ca. 8 Minuten Brenndauer pro Plasmapuls liefern wird und der letzte Zwischenschritt vor dem Bau eines im Dauerbetrieb arbeitenden Demonstrationskraftwerks (DEMO) sein soll.

Das Forschungsprogramm des Instituts orientiert sich an der Strategie des europäischen Forschungsprogramms (EURATOM), welches vier parallel verlaufende Linien verfolgt: a) die Realisierung von ITER in weltweiter Zusammenarbeit, b) ein ITER-begleitendes Forschungsprogramm an kleineren Anlagen, c) die Entwicklung der notwendigen Fusionstechnologien für DEMO und d) die weitere Erforschung alternativer Einschlusskonzepte.

Für das ITER-begleitende Forschungsprogramm steht in Jülich der Tokamak TEXTOR zur Verfügung. Im Jahre 1996 haben sich die EURATOM- assoziierten Fusionslabors im Dreiländereck Institut für Plasmaphysik des FZ-Jülich, Instituut voor Plasmafysika Rijnhuizen des FOM und Laboratoire de Physique des Plasmas der ERM/KMS Brüssel zum Trilateralen Euregio Cluster (TEC) zusammengeschlossen, mit dem Ziel, am zentralen Großgerät TEXTOR ein gemeinsames Forschungsprogramm durchzuführen. Das TEC erlaubt die Bündelung von Ressourcen (z.B. werden die Heizverfahren mittels Radiofrequenz durch die TEC-Partner beigestellt und betrieben), fügt vorteilhaft unterschiedliche und sich ergänzende Expertisen zusammen und bietet einen Anziehungspunkt für die Universitäten in der Region. Das Institut kooperiert bei der Nutzung von TEXTOR darüber hinaus mit Japan, USA und Kanada im Rahmen eines IEA Implementing Agreements.

Neben TEXTOR werden in zunehmendem Maße auch Experimentieranlagen außerhalb Jülichs genutzt. Dazu gehört vor allem der im Rahmen des European Fusion Development Agreement (EFDA) genutzte Tokamak JET. Auf nationaler Ebene haben sich die Helmholtz-Zentren Max-Planck Institut für Plasmaphysik Garching, Forschungszentrum Karlsruhe und Forschungszentrum Jülich zur Entwicklungsgemeinschaft Kernfusion zusammengeschlossen, um ihre Arbeiten aufeinander abzustimmen. Innerhalb des FZ-Jülich werden alle fusionsrelevanten Arbeiten an den Instituten vom Projekt Kernfusion koordiniert.

Für den Schritt von ITER zu DEMO muss der Dauerbetrieb eines Fusionsreaktors realisiert werden. Hierfür ist vor allem eine hinreichende Lebensdauer der Wandkomponenten unter starker Belastung zu erreichen. Das Tokamak-Experiment TEXTOR wird in den kommenden Jahren mit dem Pionierexperiment Dynamischer Ergodischer Divertor (DED) dazu beitragen, die grundsätzlichen Möglichkeiten zur Reduzierung der Wandbelastung mit Hilfe von externen Störfeldern zu erforschen. Darüber hinaus erlaubt die Grundkonzeption von TEXTOR mit teilweise einzigartigen Experimentiermöglichkeiten die detaillierte Erforschung von grundlegenden Prozessen, so dass z.B. mit einem besseren Verständnis der Plasma-Wand-Wechselwirkung zuverlässigere Modelle zur Vorhersage der Lebensdauer von Wandkomponenten gemacht werden können. Auf diesem Gebiet erfolgt auch eine enge Zusammenarbeit mit den am IWV durchgeführten werkstofforientierten Untersuchungen.

Zu Planung und Bau von ITER werden die europäischen Assoziationen gemäß der vorhandenen Expertise ihre Beiträge liefern müssen. Das Institut für Plasmaphysik strebt an, Aufgabenpakete aus den Gebieten Plasmadiagnostik und Plasmaheizung zu übernehmen.

Wegen seines inhärent stationären Plasmabetriebs gilt der Stellarator als aussichtsreichste Alternative zum Tokamak. Mit dem etwa 2008 in Betrieb gehenden Stellarator Wendelstein 7-X wird Deutschland ein weltweit führendes Experiment auf diesem Gebiet haben. Das Institut für Plasmaphysik wird dazu durch Entwicklung und Bereitstellung von Diagnostik beitragen und bei der wissenschaftlichen Nutzung des neuen Stellarators mitwirken.