高温超导是20世纪最伟大的发现之一，这项发现不仅为超导的应用开辟了新的方向，同时也为我们揭示了一个新的微观量子世界，向传统的固体量子理论提出了挑战。其中最具挑战性的问题，就是高温超导机理问题，这也是上个世纪遗留下，未解决的重要科学问题之一。
超导现象最早是由昂纳斯(Onnes)等在1911年发现的。第一个超导微观理论是1957年由巴丁(Bardeen)、库珀(Cooper)和施里弗(Schrieffer)(BCS)三位科学家建立的。他们的理论对金属或合金超导体的物理性质给出了非常漂亮的解释。
在BCS理论中，超导是由于固体中电子在某种吸引相互作用下形成具有一定玻色子特性的束缚态(也称为库珀对)，然后凝聚导致的。因此，超导机理的研究，根本上讲，就是要解决以下三个问题：
1. 电子是在什么相互作用的支配下，形成库珀对的？
2. 库珀对是如何形成位相相干、凝聚变成超导长程相干的？
3. 进入超导相后，如何描述超导电子的物理行为？
对于第一个问题，BCS给出了部分回答。他们指出普通金属超导体里面导致电子配对的相互作用是电声相互作用。但是对于铜氧化物高温超导体，BCS理论没有给出答案，我们现在也不知道答案是什么，这也是高温超导机理研究需要解决的一个关键问题。
对于第二个问题，BCS没有给出系统的回答。在普通的金属超导体中，由于超流密度很大，电子相干性很强，从配对到形成超导长程相干几乎同时发生，基本上是一配对就超导。所以对金属超导体，这个问题没有受到太大的关注。但对高温超导体，超流密度减小，超导相干性减弱，库珀对的相干过程对超导体的性质有很大的影响。电子有可能形成了配对，但未能形成位相相干进入超导态。
对于第三个问题，也就是如何描述超导态电子的物理性质，BCS给出了非常漂亮的答案，其理论框架是完备的。在超导相，电子形成了超导长程序，由于超导电子的物理性质与电子形成库珀对的过程没有太大关系，因此这部分理论无论是在金属超导体中，还是在铜氧化物高温超导体中都成立。只要知道能隙函数的对称性及其在费米面上随动量变化的函数形式，就可以根据BCS理论，对超导体的性质做非常准确的预测。
高温超导发现后，理论上很快就预测铜氧化物高温超导电子的配对具有d波对称性。但早期的实验结果并不支持这个理论预测。第一个高温超导具有d波电子配对对称性的实验证据，是1993年由加拿大的Hardy教授等通过微波实验测量磁穿透深度给出的。他们发现磁穿透深度在低温下随着温度线性变化，是d波超导体的特征行为。
随后，基于不同原理和不同方法的大量实验测量也都表明高温超导电子配对的确具有d波对称性，根据d波对称对高温超导体在超导相所做的理论预测也基本上都得到了实验的验证。
因此，对于高温超导而言，第三个问题已经得到解决，但前两个问题依然还是个谜。这就是高温超导机理研究所面临的困难。前两个问题之所以难解决，是因为这两个问题不仅和高温超导体的超导性质有关，而且还与高温超导体的正常态(非超导态)的性质有关。
而高温超导体正常态的物理性质非常不正常，其中许多性质在已有的固体量子框架下都得不到基本的解释。这就意味着高温超导现象超越了已有固体量子论的理论框架，需要建立新的固体量子理论，也就是所谓的强关联量子理论，才能真正解决高温超导问题。
由此可见，高温超导机理的解决，不仅标志着我们对产生高温超导的微观原因，特别是导致高温超导电子配对的机理，有了准确的认识，建立了系统描述高温超导的微观理论；而且预示着一个超越已有量子场论框架的新的多体量子理论的诞生，其重要性要远远超出高温超导研究本身。