山东石岛湾核电站高温气冷堆核电站示范工程是国内第一座高温气冷堆示范电站，是世界上第一座具有第四代核能系统安全特征的20万千瓦级高温气冷堆核电站。高温气冷堆是国际上公认的具有先进技术特征的新型核反应堆。模块式高温气冷堆核电站具有固有安全性、发电效率高、用途广泛等特点，在国际上受到广泛的重视。也是具有第四代核能系统主要特征的新型核反应堆堆型。2006年，《国家中长期科学与技术发展规划纲要（2006-2020）》将高温气冷堆核电站列为国家十六个重大专项之一。2008年2月15日国务院常务会议通过了高温气冷堆核电站重大专项总体实施方案。

石岛湾核电站示范工程一期规划建设一台20万千瓦高温气冷堆核电机组，是在由清华大学自主设计、建造和运营的1万千瓦高温气冷实验堆的技术基础上建设。原计划于2011年开工建设，原计划2015年投产发电。

我国高温气冷堆核电站示范工程的业主单位是华能山东石岛湾核电有限公司，由中国华能集团公司、中国核工业建设集团公司、清华控股有限公司于2007年1月共同出资组建成立，将负责高温气冷堆核电站示范工程的建设和运营。