大家都知道，磁石能够制作指南针，它是中国古代四大发明之一。
磁石其实是一种天然铁矿石，主要成分是四氧化三铁。大约在公元前400年的战国时代，人们利用磁石的特性制成“司南”，样子很像一只勺，使用时放在盘中令其转动，停下后长柄就指向南方。到了宋代，人们又用人工磁化的铁针制成漂浮在水碗中的“指南鱼”和用丝线悬挂起来的“指南针”，用于航海。后来有人将磁针装在绘有方位的盘上，称为“罗盘”。大约在12世纪末，指南针由海路传入阿拉伯，然后又传入欧洲。
为什么指南针能够指示南北方向呢？
有人猜想，这是因为在很远的北方有一座巨大的磁石山。17世纪，科学家通过实验发现，磁针的一端总是指着下方。后来有人将磁针放在球形磁石上方，发现出现同样现象，于是提出地球本身就是一个巨大的磁石。
一些人设想，地心中可能有一块巨大的磁铁。但后来法国科学家居里发现，磁铁在加热到760℃时会失掉自己的磁性，这一温度叫做“居里温度”。由于地心的温度肯定超过了铁的居里温度，所以即便地心含有铁，也已失去了磁性。
19世纪初，丹麦物理学家奥斯特观察到电流会使附近的磁针发生偏转。不久，英国科学家法拉第提出电磁感应原理，认为电流能够产生磁场，并通过实验绘出磁场的磁力线。这时人们才明白，指南针所指的其实是地球从磁北极到磁南极的磁力线。
1840年，德国科学家高斯首次绘制出地球磁场图，并指出地球磁南极和磁北极都偏离地理极点。一年后，美国科学家找到了磁南极和磁北极的确切位置，证实了高斯的推论。磁北极目前位于加拿大北海岸以北，距地理上的北极点约1500km；南磁极位于罗斯海西部南极洲的沿岸附近，距地理上的南极点大约1600km。
地球磁场究竟是怎么产生的呢？1945年，法国物理学家埃尔萨塞根据磁流体发电机的原理，提出地球的自转在熔融的铁核心内造成从西向东缓慢旋转的涡流，这些涡流能够产生环绕的电流，这些电环流最终产生了地球磁场。不过这种磁场并不稳定，不仅磁场强度经常变化，南北磁极的位置也总在不停地移来移去，甚至两极会周期性地发生翻转。