為什麽磁鐵可以指南北？原來地球是壹塊巨大的天然磁鐵，它的磁場和條形磁鐵的磁場是壹樣的。如下圖所示。
地磁場對人類的生產和生活有著重要的意義。
行軍和航海利用指南針上的地磁場的作用來定向。人們還可以根據地面地磁場的分布特征尋找礦藏。地磁場的變化會影響無線電波的傳播。當當地磁場受到太陽黑子活動的強烈幹擾時，遠距離通信就會受到嚴重影響，甚至中斷。如果沒有地磁場，來自太陽的強大帶電粒子流(通常稱為太陽風)不會被地磁場偏轉，直接撞擊地球。在高能粒子的轟擊下，地球的大氣成分可能不是現在的樣子，生命也不會存在。所以地磁場這個“保護傘”對我們來說很重要。
地磁場的發現
我國宋代科學家沈括(1034-1094)最早在公元1086年記錄了磁偏角，說“方嘉(術士)用磁鐵磨針，則可導，但往往略東，不全南”。沈括是歷史上從理論角度研究磁偏現象的第壹人。提出系統的原始理論的是英國人吉爾伯特。他在1600年寫的《磁鐵》壹書中，記錄了當時許多關於磁鐵性質的事實，創造性地做了壹個劃時代的實驗:把壹塊天然磁鐵磨成壹個大磁球，把壹根小鐵絲做成的小磁針放在樞軸上，放在磁球附近，發現這個磁球上的小磁針的各種行為和我們在地球上看到的指南針壹模壹樣。吉爾伯特用粉筆在小磁針的方向上做了標記，畫出了許多子午線圈，類似於地球的子午線，還有壹條赤道，小磁針在那裏與球體平行。所以吉爾伯特提出了壹個理論，地球本身就是壹個巨大的磁鐵，磁子午線與地球相對的兩端，即磁極相遇。
地磁場的強弱稱為地磁感應(應力)，地磁場的磁子午線與地理子午線的夾角稱為磁偏角，地球上某處地磁場的方向與地面水平方向的夾角稱為磁偏角。這三個物理量被稱為“地磁三要素”。但是，從地球的壹個地方到附近的另壹個地方，地磁元素的變化壹般很小。
地磁圖記錄了地球表面各點的地磁場基本數據及其變化規律。它是航海、航空、軍事和地質工作不可缺少的工具。船舶和飛機航行時，地磁方位是用磁羅盤測量的，所以只有知道當時當地的磁偏角值，才能確定地理方位和航行路線。
壹般來說，地磁元素的變化很小，但與太陽活動密切相關的磁暴現象發生得很突然。這是因為當太陽黑子活動劇烈時，釋放的能量相當於幾十萬顆氫彈的爆炸威力，同時噴射出大量帶電粒子。這些射向地球的帶電粒子形成的強磁場疊加在地磁場上，使地磁元素在正常情況下發生劇烈變化，從而引起“磁暴”。當磁暴發生時，地球上會發生許多奇怪的現象。美麗的極光將出現在黑暗的北極上空。指南針會擺動，短波無線電廣播會突然停止，依靠地磁場“導航”的鴿子也會迷失方向，四處亂飛。地磁場可以阻擋來自太陽的宇宙射線和高能帶電粒子，是生物躲避傷害的天然保護傘。
地球某些地區的巖石和礦物是有磁性的，在這些埋藏礦物的地區，地磁場會發生巨大變化。這種地磁異常可以用來探測礦藏，尋找鐵、鎳、鉻、金、石油等地下資源。
強震前，地磁三要素也會發生變化，產生局部地磁異常的“震磁效應”。這是因為地殼中的許多巖石都具有磁性，當這些巖石受力變形時，它們的磁性也會發生相應的變化，從而可以更準確地做出“震前預測”。
地磁場被翻轉過很多次。
科學家通過對海底熔巖的研究發現，地球磁場已經翻轉了很多次。眾所周知，熾熱的巖漿含有成千上萬種礦物質，就像壹個“小指南針”。當巖漿冷卻下來，這些“羅盤”也是固定的，沒有變化。這樣，它的“南北極”的方向就記錄了當時地球磁場的方向。研究表明，地球磁場平均每50萬年翻轉壹次，最近壹次翻轉發生在78萬年前。由於壹百多年來磁場壹直在減弱，人們不禁擔心地球磁場的又壹次“大變臉”是否即將到來。
科學家指出，地核周圍的鐵流體(熔體)就像壹臺“發動機”，不斷將巨大的機械能轉化為電磁能，從而形成了地磁場。鐵液有時會形成巨大的漩渦，迫使自身流向改變，從而引起地球磁場的變化。地磁場的雙極反演是壹個極其漫長的過程，大約需要5000年到7000年才能完成。本來這並不是壹件可怕的事情，但是在這個過程中，保護人類免受強紫外線輻射的地球磁場將會徹底消失，這將會產生極其嚴重的後果。