แม่เหล็ก
แม่เหล็กมี 2 ขั้วเสมอ ขั้วเหนือและขั้วใต้ ถ้าแขวนแท่งแม่เหล็กให้เคลื่อนที่อย่างอิสระ เมื่อหยุดนิ่ง ขั้วที่ชี้ไปทางทิศเหนือ เรียกว่า ขั้วเหนือ (N) ขั้วที่ชี้ไปทางทิศใต้ เรียกว่า ขั้วใต้ (S) ขั้วแม่เหล็กทั้งขั้วเหนือและขั้วใต้จะดูดสารแม่เหล็กเสมอ เมื่อนำแม่เหล็ก 2 อันมาอยู่ใกล้กัน ขั้วเหมือนกันจะผลักกัน และขั้วต่างกันจะดูดกัน แรงดูดจะมีมากที่สุดที่บริเวณขั้วทั้งสองของแม่เหล็กและลดน้อยลงเมื่อถัดเข้ามา เส้นแรงแม่เหล็กมีทิศทางออกจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้ ทั้งสามมิติ สนามแม่เหล็กหมายถึงบริเวณที่แม่เหล็กส่งแรงไปถึง
โลก (ดาวเคราะห์)
ส่วนหลักของสนามแม่เหล็กโลกสร้างขึ้นในแก่น ซึ่งเป็นที่ตั้งของกระบวนการไดนาโมอันเปลี่ยนพลังจลน์ของการเคลื่อนพาของไหลไปเป็นพลังงานไฟฟ้าและพลังงานสนามแม่เหล็ก ตัวสนามแผ่ออกจากบริเวณแก่นผ่านชั้นเนื้อโลกและขึ้นสู่ผิวโลกอันเป็นตำแหน่งที่ประมาณได้อย่างหยาบ ๆ เป็นแม่เหล็กขั้วคู่ ขั้วของแม่เหล็กขั้วคู่มีตำแหน่งใกล้เคียงกับขั้วโลกภูมิศาสตร์ ที่เส้นศูนย์สูตรของสนามแม่เหล็กมีความเข้มสนามแม่เหล็กที่พื้นผิวเท่ากับ 3.05 × 10−5 เทสลา และมีโมเมนต์ขั้วคู่แม่เหล็กโลกที่ 7.91 × 1015 เทสลา.เมตร3[141] การเคลื่อนที่พาในแก่นนั้นมีความยุ่งเหยิงทำให้ขั้วแม่เหล็กมีการเขยื้อนและเปลี่ยนแปลงแนวการวางตัวเป็นระยะ ๆ เป็นสาเหตุของการกลับขั้วสนามแม่เหล็กตามช่วงเวลาอย่างไม่สม่ำเสมอเฉลี่ยไม่กี่ครั้งในทุก ๆ ล้านปี โดยการกลับขั้วครั้งล่าสุดเกิดขึ้นเมื่อราว 700,000 ปีก่อน[142][143]