学家发现，地磁极会週期性地逆反定向，这过程称为地磁反转。最近一次的反转是大约78万年前的布容尼斯－松山反转。对于澳大利亚红英安岩和枕状玄武岩的古地磁学研究发现，地磁场的存在，估计至少35亿年之久。地磁场会在太空与太阳风和其它带电粒子群流互相作用，因而形成磁层。地球磁层并不是球状的，在面对太阳的一面，其边界离地心的距离约为七万千米（随太阳风强度的不同而变化）。
旋转磁场.理想的旋转磁场会以等角速度改变磁场方向。旋转磁场是交流电动机运作的重要机制。尼古拉·特斯拉在他的自传里写到，于18