自从上世纪60年代开始，随着脉冲功率技术的发展，脉冲功率技术被广泛的应用在国防、工业、民用等领域。开关作为脉冲功率技术的核心器件，其物理参数和放电特性，直接影响到脉冲输出波形的时延、幅值、脉冲宽度等特性。高压脉冲碎石作为一个新型的应用，更需要一种符合其特性的高功率脉冲开关，使其能够达到高压脉冲碎石系统的各项技术指标，从而能达到脉冲碎石的目的。本文主要研究满足脉冲碎石应用的高功率气体开关。首先根据脉冲功率技术原理，对气体开关的工作原理进行了理论分析，介绍了开关各个参数的计算方法。通过理论分析、仿真结果、数学计算和具体实验，分析了球隙距离、触发电极距离、触发孔直径等开关物理参数对开关的击穿电压、触发时延、击穿时延等的影响。利用Comsol Multiphyscis多物理场仿真软件对开关的物理模型进行电磁场仿真，分析开关主电极间的静态电场分布和触发时的电场分布，观察之间的电场变化，从而进一步了解开关的击穿原理。根据电场分布，优化触发电极的尺寸大小，以及触发电极尖端到地电极的距离，选择满足脉冲碎石应用的合适的主间隙距离，设计出更适合开关击穿的物理结构。搭建开关所用的实验系统，设计高功率开关的触发系统，采集触发时开关主电极以及触发电极间的电压波形。分析主电极间隙、触发孔直径大小对开关触发时延和触发时延分散性的影响，初步分析慢击穿和快击穿的区别。本文所研究的理论和实验结果将会为之后高压脉冲碎石用开关的研究与应用打下很好的基础，对高功率气体开关的原理、放电特性的进一步研究具有一定的参考价值。