高温ガス炉は、①冷却材には化学的に不活性なヘリウムガスを用いているため、冷却材が燃料や構造材と化学反応を起こさないこと、②燃料被覆材にセラミックスを用いているため、燃料が1600℃の高温に耐え、核分裂生成物(FP)の保持能力に優れていること、③出力密度が低く(軽水炉に比べ1桁程度低い）、炉心に多量の黒鉛等を用いているため、万一の事故に際しても炉心温度の変化が緩やかで、燃料の健全性が損なわれる温度に至らないこと等の安全性に優れた原子炉である。また、900℃を超える高温の熱を原子炉から取り出せることから、熱効率に優れるとともに、水素製造等の発電以外での利用など原子力の利用分野の拡大に役立つ原子炉である。
我が国初の黒鉛減速ヘリウムガス冷却型原子炉（高温ガス炉）で、熱出力30MW、原子炉出口ガス最高温度は950℃である。平成10年11月10日に初臨界、平成13年12月7日に熱出力30MW及び原子炉出口ガス温度850℃、平成16年4月19日に原子炉出口ガス温度950℃、平成22年3月13日に950℃50日間高温連続運転を達成した。
原子炉の事故時に、大量の燃料の破損や原子炉施設外への放射性物質の放散を防止若しくは抑制して、周辺の一般公衆の安全を確保するためのものであり、HTTRでは、補助冷却設備、炉容器冷却設備、原子炉格納容器等がある。
技術立国を掲げる資源大国カザフスタン共和国では、クルチャトフ市に、発電および地域暖房を目的とし、将来的には水素製造を視野に入れた、原子炉出力50MW規模の小型高温ガス炉を建設する、カザフスタン高温ガス炉（KHTR）計画を検討中であり、2008年までにカザフスタン国立原子力センター（NNC: National Nuclear Center）が、予備概念検討（Pre-FS: Pre-Feasibility Study）を完了した。
現在、国内原子力関連メーカーと連携して、日本の技術を用いた発電・地域暖房用の小型高温ガス炉の発展途上国等への世界的展開を検討している。
米国において、エネルギー政策法（Energy Policy Act of 2005）に基づき、電力と水素を併産する先進的原子炉、次世代原子力プラント（NGNP: Next Generation Nuclear Plant）を建設・運転するプロジェクトである。炉型として、高温ガス炉が選定されている。米国エネルギー省（DOE）の主導により、米国アイダホ国立研究所（INL）を中心とした研究開発、原子力メーカーによる設計・建設を行う。建設費は、国と利用者が折半する。2021年の運転開始を予定し、現在、概念設計及び研究開発が進められている。
また、原子力機構は、先日、NGNP計画に資するための委託研究をゼネラルアトミクス社から受託した。
工学的安全施設の一つであり、炉心の残留熱を除去する系統である。通常運転時は待機状態であるが、原子炉スクラム時に起動し、１次冷却材であるヘリウムを、補助冷却水で冷却し、最終的に大気へ熱を放散する系統である。
原子炉の、臨界状態からのずれを表す量であり、反応度がゼロである状態が原子炉の出力一定状態（臨界状態）に対応する。反応度がプラスの場合出力は上昇し、マイナスの場合出力は低下する。反応度の変化は、制御棒の引き抜きや挿入、温度変化、燃焼による燃料の量の変化等により引き起こされる。