Теплопроводность плазмы – перенос теплоты (энергии), связанный с хаотическим движением частиц и приводящий к выравниванию температур компонент плазмы. Большая разница между массами электронов m_е и ионов m_i (нейтралов) приводит к медленной релаксации энергии между ними. Поэтому разделяют температуры электронов Т_е и тяжёлых частиц T_i.

В отсутствие магнитного поля Н или вдоль него (при наличии) коэффициенты теплопроводности плазмы оцениваются из газокинетической теории:

где C_j – теплоемкость соответствующей компоненты плазмы, v_j – частота столкновений, λ_j – длина свободного пробега.

При Т_е≈T_i отношение

т.е. в полностью ионизированной плазме в отсутствие магнитного поля теплопроводность плазмы обусловлена основной электронной компонентой.

Наложение магнитного поля сдерживающего движение заряженных частиц поперек поля, снижает и коэффициент теплопроводности плазмы поперёк B (на этом основана магнитная термоизоляция плазмы). Коэффициент диффузии плазмы поперек поля быстро убывает с ростом магнитного поля:

Это снижение коэффициента диффузии влияет на коэффициент теплопроводности. Поперек магнитного поля намагничиваются обе теплопроводности, но сильнее электронная:

Откуда, воспользовавшись соотношениями

получим

В этом случае, теплопроводность плазмы в направлении поперёк магнитного поля обусловлена ионами. Поэтому можно считать, что

где τ_e - время между столкновениями электронов, ω_e - частота элфектронной компоненты.
 

Чтобы удержать плазму, например, при температуре 10⁸ К, ее нужно надежно термоизолировать. В принципе изолировать плазму от стенок камеры можно, поместив ее в сильное магнитное поле. Это обеспечивается силами, которые возникают при взаимодействии токов с магнитным полем в плазме. На практике осуществить магнитное удержание плазмы достаточно большой плотности оказалось далеко не просто: в ней часто возникают магнитогидродинамические и кинетические неустойчивости.
Метод пинча применяется для удержания плазмы; примечательной его особенностью является то, что газ нагревается до высоких температур самим электрическим током (омический нагрев). Принципиальная простота метода обусловила его использование в первых же попытках удержания горячей плазмы, а изучение простого пинч-эффекта, несмотря на то, что впоследствии он был вытеснен более совершенными методами, позволило лучше понять проблемы, с которыми экспериментаторы сталкиваются и сегодня.
Исследование теплопроводности плазмы поперек магнитного поля было и продолжает быть в центре внимания экспериментальных исследований на токамаках — ведь именно величина теплопроводности является основным показателем эффективности магнитного удержания плазмы. Первая попытка приведения в систему результатов этих исследований была предпринята Л. А. Арцимовичем. Он показал, что в существовавших к тому времени немногочисленных экспериментах утечка тепла по ионному каналу удовлетворительно соответствовала результатам неоклассической теории в области плато (именно в этой области и проводились эксперименты), а перенос тепла по электронному каналу существенно превосходил теоретическую величину. В последующие годы были построены новые токамаки, которые позволили значительно расширить диапазон параметров плазмы на разных установках и получить гораздо более полную информацию относительно ионной и электронной теплопроводности.
 

В токамаке в режиме редких столкновений неоклассический коэффициент поперечной теплопроводности плазмы становится больше:

(здесь а, R –малый и большой радиусы тора. Н_φ, Н_р – тороидальное и полоидальное магнитные поля).  Наблюдаемая поперечная теплопроводность плазмы часто оказывается намного больше, чем классическая, обусловленная столкновениями, оставаясь малой по сравнению с продольной. Эта аномальная теплопроводности плазмы обусловлена возникающей в результате развития неустойчивостей турбулентностью. Появляющиеся при этом случайные электрические поля приводят к случайным дрейфам частиц в скрещенных полях поперёк B, а случайные магнитные поля  – к тому что перемещение частиц вдоль мгновенных силовых линий приводит к их смещению поперёк среднего B. В токамаке классическую теплопроводность плазмы особенно сильно превосходит поперечная, обусловленная электронами.
В слабоионизованной плазме выделять электронную теплопроводность плазмы имеет смысл лишь при достаточно высокой степени ионизации, когда межэлектронные столкновения устанавливают максвелловскую функцию распределения электронов. В случае низкой ионизации, когда длина релаксации энергии электронов есть одновременно длина установления функции распределения, перенос электронов следует описывать кинетически.