高温气冷堆是一种新型的、具有良好安全特性的先进核反应堆，它的安全性好，发电效率高（采用蒸汽循环方式发电效率可达40％左右，采用氟循环方式发电效率可达 48％左右），可以建在人口稠密的城市附近，就近经济地供电供热，它能提供高达950℃的高温工艺热，除了实现安全、高效、经济发电外，还可用于热电联供、稠油热采、石化工业及煤的气化液化以及其他需要大量高温工艺热的部门，它可以使用铀、钍两种不同的核燃料，而且实现可以不停堆进行换料，因而在长远能源系统中具有广阔的应用和发展前景。

10兆瓦高温气冷实验堆的设计吸收了国际上成功运行的高温气冷堆的经验和新近发展的模块式高温堆的先进概念，采用了肩并肩式的紧凑布置，包覆颗粒球型燃料元件，燃料连续装卸运行方式，全微机化保护系统与纵深防御原则，具有在事故下能自动停堆、非能动排出剩余发热等一系列先进技术特点。掌握高温气冷堆在设计、建造和运行方面的技术；提供一个燃料元件和材料的辐照实验基地；进行发电和区域供热试验；验证模块式高温气冷堆的固有安全性；开展高温工艺热的应用研究等成为近期研究和发展的主题。

10兆瓦高温气冷实验堆于1995年6月在核研院动工兴建，到2000年底，成功实现临界，2002年底达到满功率运行。在进行10兆瓦高温气冷堆工程设计和施工的同时，深入开展了一系列单项关键技术研究和工程实验，取得了一批较高水平的新成果。