Le système magnétique d'ITER se compose de dix-huit bobines supraconductrices de champ toroïdal, de six bobines de champ poloïdal, d'un solénoïde central et d'un ensemble de bobines de correction du champ magnétique qui, par leur action, assurent le confinement, le modelage et le contrôle du plasma dans la chambre à vide. Des bobines supplémentaires seront installées en vue d'atténuer les ELMs (Edge Localized Modes), ces décharges très énergétiques qui se produisent à la périphérie du plasma. Sans l'action de ces bobines, une partie de l'énergie du plasma serait dissipée au travers des ELMs.

Des champs magnétiques d'une extrême intensité doivent être mis en œuvre pour confiner le plasma dans la chambre à vide d'ITER. Pour maximiser le rendement de la machine et limiter sa consommation d'énergie, ITER utilise des aimants supraconducteurs qui perdent leur résistance lorsqu'ils sont refroidis à très basse température. Les bobines de champ toroïdal et poloïdal sont situées entre la chambre à vide et le cryostat, où elles sont refroidies et protégées contre les neutrons de la réaction de fusion et l'échauffement qu'ils induisent.

Le matériau supraconducteur du solénoïde central et des bobines de champ toroïdal est un composé de niobium et d'étain (Nb3Sn) conçu pour permettre leur fonctionnement dans des champs magnétiques de forte intensité (13 teslas). Les bobines de champ poloïdal et les bobines de correction du champ magnétique sont constituées d'un composé niobium-titane (NbTi) différent. Pour établir la supraconductivité, toutes les bobines sont refroidies à l'hélium supercritique jusqu'à des températures de l'ordre de -269 °C (4 degrés Kelvin). La supraconductivité permet d'obtenir un rapport consommation d'énergie/coût avantageux pour les longues décharges de plasma que la machine ITER doit réaliser.

Les dix-huit bobines de champ toroïdal (TF coils) génèrent autour du tore un champ magnétique dont la fonction première consiste à confiner les particules de plasma. Les bobines de champ toroïdal d'ITER sont conçues pour délivrer une énergie magnétique totale de 41 gigajoules et un champ magnétique maximum de 11,8 teslas. Avec un poids total de 6 540 tonnes, ce sont les plus gros éléments de la machine après la chambre à vide.

Ces bobines seront constituées de supraconducteurs « câble-en-conduit » dans lesquels des faisceaux de brins supraconducteurs sont câblés et scellés dans un gainage structurel où ils sont refroidis par un flux d'hélium. Les brins nécessaires à la fabrication des bobines de champ toroïdal d'ITER représenteront une longueur totale de 80 000 kilomètres.

En « pinçant »  le plasma, les bobines de champ poloïdal (PF coils) le maintiennent à l'écart  des parois, et contribuent à maintenir sa forme et sa stabilité. Le champ poloïdal est induit à la fois par les aimants et par le courant qui court dans le plasma.

Le système magnétique poloïdal est constitué de six bobines horizontales situées à l'extérieur de la structure magnétique toroïdale. En raison de leur taille, le bobinage de cinq des six bobines de champ poloïdal sera réalisé dans un bâtiment de 250 mètres de long, construit à cet effet sur le site ITER de Cadarache. Seule la plus petite de ces bobines sera fabriquée hors du site et livrée sous sa forme définitive.

Les bobines de champ poloïdal d'ITER seront elles aussi constituées de conducteurs « câble-en-conduit ». En fonction des paramètres d'exploitation, on utilisera deux types de brins différents qui se distinguent l'un de l'autre par leur comportement dans un environnement à haute température et forte intensité de courant.

Le principal courant circulant au sein du plasma est induit par les variations de courant dans le solénoïde central, en fait un gros transformateur, qui constitue le cœur même du système magnétique. Ce solénoïde intervient dans la création du flux inductif qui alimente le plasma, dans l'agencement des lignes de force dans la zone du divertor et dans le contrôle de la stabilité verticale. Le solénoïde central est constitué de six bobinages indépendants utilisant un conducteur supraconducteur en niobium-étain (Nb3Sn) de type « câble-en-conduit », dont la cohésion est assurée par une structure de pré-compression verticale. Cette architecture très particulière permet à ITER d'accéder à une large palette de paramètres d'exploitation du plasma, et de tester ainsi différents scénarios d'exploitation jusqu'à une intensité de courant de 17 MA, et qui couvre les modes inductifs et non inductifs.

Chaque bobine est constituée d'un empilement de bobinages plats qui minimise les joints. Les bobines sont revêtues d'un isolant électrique en verre-polyimide imprégné de résine époxy qui tolère un fonctionnement à des tensions élevées (testé jusqu'à 29 kV). Le matériau de gainage du conducteur doit résister aux intenses forces électromagnétiques générées pendant l'exploitation et présenter un bon comportement « en fatigue ». Le conducteur sera produit en unités de 910 mètres de longueur.