拉格朗日量或哈密顿量，都是以磁向量势与电势表达，而不是以电场与磁场表达。开尔文男爵最先于1851年引入磁向量势的概念，并且给定磁向量势与磁场之间的关系。
定义与公式.根据高斯磁定律，磁场是螺线向量场；在空间里任意位置，磁场的散度等于零：那么，根据亥姆霍兹定理（） ，必定存在一个极矢量场 （）formula_1 ，满足方程式因此，假设 formula_1 在所有位置都是连续性的、良好定义的，则磁单极子绝对不存在。又根据安培定律，其中，formula_9 是磁常数，