Najwyższe temperatury materii w skali makroskopowej uzyskują badacze, którzy starają się doprowadzić do kontrolowanej reakcji fuzji termojądrowej. Chodzi o stworzenie takich warunków, aby jądra lekkich pierwiastków, najczęściej deuteru i trytu, mogły spontanicznie łączyć się ze sobą, czemu towarzyszy wydzielanie się wielkiej energii. Ponieważ jądra atomowe obdarzone są ładunkiem elektrycznym, ich połączenie wymaga pokonania silnego odpychania elektrostatycznego i właśnie w tym celu konieczne jest wytworzenie bardzo dużej temperatury. Osiąga się to w specjalnych urządzeniach, w których silne pole magnetyczne pozwala utrzymać bardzo gorący, zjonizowany gaz (tzw. plazmę) w kontrolowanych warunkach. W najbardziej rozpowszechnionej wersji takiego reaktora, w tokamaku, pole ma kształt toroidalny. Podgrzewanie plazmy odbywa się stopniowo, kilkoma metodami. Przez plazmę przepuszcza się prąd elektryczny o wielkim natężeniu, co podnosi jej temperaturę podobnie jak wtedy, gdy prąd płynie przez opornik. Obszar gorącej plazmy bombarduje się intensywną wiązką atomów o dużej energii, którą przekazują one w zderzeniach jonom plazmy. Przez nagłe zwiększenie pola magnetycznego dokonuje się kompresji, czemu towarzyszy wzrost temperatury podobnie, jak w gwałtownie sprężonym gazie. Wreszcie pole elektromagnetyczne o dużej częstości podgrzewa plazmę w sposób analogiczny do działania kuchenki mikrofalowej. Takimi metodami udaje się podgrzać w tokamaku mieszankę deuteru i trytu do temperatury przekraczającej 500 milionów kelwinów i utrzymać ją przez ułamki sekund. Temperatura taka już przekracza minimum konieczne do wywołania reakcji syntezy. Potrzebne jest jeszcze wytworzenie takiej plazmy z odpowiednio wysoką gęstością i utrzymanie jej przez dłuższy czas. O powodzeniu decyduje iloczyn tych trzech wielkości (temperatura, gęstość, czas) i choć osiągana wartość tego iloczynu stale wzrasta w miarę postępu badań, nie uzyskano jeszcze poziomu zapłonu reakcji termojądrowej.

Jeszcze wyższą temperaturę, ale na znacznie krótszy czas, rzędu nanosekund, osiągnięto w zeszłym roku w amerykańskim narodowym laboratorium Sandia w Albuquerque (Nowy Meksyk). Przez wiązkę cienkich drucików stalowych przepuszczano tam impuls prądu elektrycznego o ogromnym natężeniu 20 milionów amperów. Powoduje to nagłe wyparowanie materiału i utworzenie plazmy, która jest jeszcze ściskana przez silne pole magnetyczne. W takim eksperymencie uzyskano temperaturę 2 miliardów kelwinów (2 ´ 10⁹ K). Jest to wartość przekraczająca temperatury panujące we wnętrzach wielu gwiazd. Dla porównania, temperatura w centrum naszego Słonca wynosi ‚zaledwie’ 15 milionów stopni.