Наукова діяльність Сфера наукових інтересів — фізика плазми. Під керівництвом Толока створена єдина в Україні та одна з найбільших в Європі потужна експериментальна база для досліджень у галузі керованого термоядерного синтезу, споруджена серія стелараторів типу «Ураган». Був ініціатором впровадження на установках стелараторного типу високочастотних методів отримання і нагрівання безструмової плазми.