Veldlijnen
Een magneetveld wordt visueel weergegeven door veldlijnen. Ze lopen buiten een magneet van noordpool naar zuidpool en sluiten zich binnenin de magneet. De richting van een veldlijn geeft de kracht aan op een denkbeeldige magnetische "noordpool". De dichtheid van de lijnen geeft de sterkte aan: hoe dichter bij elkaar, hoe sterker het veld. De SI-eenheid voor magnetische fluxdichtheid (B) is de tesla (T). Het aardmagnetisch veld is ongeveer 50 microtesla; een neodymium magneet kan boven 1 T uitkomen.
Permanente magneten
In een ferromagnetisch materiaal (ijzer, kobalt, nikkel) zijn de magnetische momenten van elektronen op atomair niveau gelijk gericht in "domeinen". Wanneer de domeinen massaal in dezelfde richting wijzen, ontstaat een permanente magneet. Verhitten of een sterke schok kan de uitlijning verbreken — de magneet verliest dan zijn kracht.
Elektromagneten
Elke stroom door een draad wekt een magneetveld op. Als de draad in een spoel wordt gewonden rond een ijzeren kern, ontstaat een elektromagneet. Voordeel: het veld kan in- en uitgeschakeld worden door de stroom aan of uit te zetten. Toepassingen: elektromotoren, luidsprekers, mri-scanners, deurbellen en magneetzwevende treinen.
Lorentzkracht
Een bewegend geladen deeltje in een magneetveld ondervindt een kracht loodrecht op zowel zijn snelheid als het veld: de Lorentzkracht F = q · v × B. Deze kracht buigt bewegende deeltjes af in cirkelvormige banen. Het beginsel werkt achter deeltjesversnellers, beeldbuizen, massaspectrometers en het noorderlicht (geladen deeltjes worden door het aardmagnetisch veld naar de polen geleid). De Nederlandse Nobelprijswinnaar Hendrik Lorentz beschreef de kracht in 1895.
Het aardmagnetisch veld
De Aarde gedraagt zich als een gigantische magneet, met een magnetisch noord- en zuidpool. Het veld wordt opgewekt door stromende, vloeibare ijzer in de buitenkern ("geodynamo"). Het beschermt ons tegen kosmische straling en gaf eeuwenlang scheepvaart een kompas. Geologen weten dat het veld in de geschiedenis honderden keren is omgepoold — bewijs zit in oude lava.