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
แม่เหล็กขั้วเดียว
สมมุติฐานแรกเกี่ยวกับแม่เหล็กขั้วเดียวตั้งขึ้นโดย ปีแยร์ กูรี ในปี ค.ศ. 1894 แต่ทฤษฎีควอนตัมว่าด้วยประจุแม่เหล็กเริ่มต้นจากบทความของ พอล ดิแรก เมื่อปี ค.ศ. 1931 ในบทความนี้ ดิแรกแสดงให้เห็นว่าการมีอยู่ของแม่เหล็กขั้วเดียวนั้นสอดคล้องกับสมการของแมกซ์เวลล์ก็ต่อเมื่อสามารถระบุปริมาณของประจุไฟฟ้าได้ นับแต่นั้นมากมีการวิจัยเพื่อค้นหาแม่เหล็กขั้วเดียวอย่างเป็นระบบ การทดลองในปี 1975 และปี 1982 ช่วยให้มองเห็นภาพเหตุการณ์ที่เป็นไปได้ว่าอาจจะตีความหมายถึงแม่เหล็กขั้วเดียว แต่ปัจจุบันนี้ถือว่าไม่นับรวมการทดลองเหล่านั้น