시간에 따라 변동하며 형태 또한 매우 복잡하고 지구 내외적인 원인에 의해 그 세기와 방향이 변하는 지구자기장은 지구 내외적 환경 변화량 추정의 지표로 사용될 수 있다.
지구자기장은 불변하는 것이 아니라, 시간에 따라 변동하고 있다. 그 주기는 짧게는 약 1초에서 수백 초, 긴 것은 수십 년에서 약 100만년까지 넓은 스펙트럼을 가지고 있으므로 지구 내외적 환경 변화량을 알 수 있는 지표로 사용될 수 있다. 일정기간 동안 지구자기장의 평균값을 의미하는 기준자기장으로부터의 차이를 지구자기장 변화량이라 하며, 이 자기장은 시시각각으로 변화하며, 그 형태는 매우 복잡하다. 지구 외부원인의 자기장 변화는 내부원인에 비하여 변동주기가 짧은 특징을 가지고 있다. 또한, 지구자기장의 세기와 방향은 일정한 것이 아니라 지구 내외적인 원인에 의하여 변한다.