磁石（又稱吸鐵石）吸引鐵片，猶如慈母愛撫子女，故早期稱之為慈石，以表其情意。以后，不知為什么去掉了這個頗帶人情味的“心”，而代之以左偏旁的“石”，才有今日之“磁石”。

古人將磁針懸掛，可指向南北。后又知道，磁針不正指南北而略偏東西。這就是指南特性和磁偏特性。對此現象，古人并不理解，而歸之于磁石的某種“神秘”力量。

磁石之所以具有指南特性，歸根結底不在磁石自身，而是地球磁場與磁石的相互作用結果。對于地磁場的觀測，除固定的臺站進行連續記錄，還有海上和高空的磁測量，以及由火箭和衛星進行觀測等。通常記錄磁場的垂直分量Z、水平分量H和磁偏角D或磁傾角I。它們通稱為地磁要素。

地磁場的分布很有規律。磁傾角等于零的地方構成磁赤道，磁傾角等于90°的地方構成磁極（南北磁極）。地磁極的位置與地理極的位置并不重合，這是造成有磁偏角的原因。

地球磁場有三個明顯特點，第一，地磁場的主要成分（約占80%），由偶極場提供。由于這一點，早期的地磁學工作者誤認為地球是一個大磁體，實際上是由于地球內部高溫，深部巖石并不存在磁性造成的。第二，非偶極場的變化中心隨時間有一個向西移動的趨勢，習慣上稱為“西向漂移”，人們對此有不同解釋。一種看法認為，由于地核內部存在徑向流動，根據角動量守恒定律，上升物質為保持原角動量數值而增加轉速，從而形成外核與內核的轉動速度差別。因為外核是地磁場源，外核轉速較內核慢，從而導致主磁場向西移動。第三，地磁場的總強度是比較弱的，其大小相當于一個馬蹄玩具磁鐵的強度，但是由于它分布在如此巨大的地球上，因而形成一道天然屏障，屏蔽著外空射向地球的高能帶電粒子和宇宙射線，并且將這些捕獲的大量質子、電子等構成內外輻射帶。這兩個輻射帶在幾萬公里高空，它們受太陽活動影響，又造成地磁場的急劇變化（如磁暴等）。

據古地磁學研究，在地質年代，地球上的物體都受磁場的作用，有些高溫下巖石（如地下涌出之巖漿）會發生磁化，取得與磁場方向相一致的磁性。當巖石逐漸冷卻時，這種磁性部分保留下來，從而構成巖石的熱剩磁。如果再通過放射性方法測定年齡，那么就可以得到不同地質年代的磁場方向變化，從而為人們展示一幅磁場方向的變化歷史。研究結果表明，地球在歷史上曾多次發生磁場方向變化，即地磁南北極對調，其變化的時間可以從幾十萬年到幾百萬年。

目前，對于地球的“神秘磁力”的研究，顯然取得了很大進展，但是其中不少問題還處于推測或假說階段，有許多秘密有待揭示。