Ved bruk av kompassnåler som kan bevege seg både i det horisontale og vertikale planet, kan man kartlegge retningen til det jordmagnetiske feltet i hvert punkt. Denne retningen blir angitt ved to vinkler som angir den horisontale, magnetiske deklinasjon og den vertikale, magnetiske inklinasjon. Det ble tidlig klart at disse verdiene varierte langsomt med tiden. Allerede i 1692 foreslo Edmond Halley at dette skyldes at de magnetiske polene er festet til en bevegelig sfære inni Jorden. Denne forklaringen er ikke så forskjellig fra hva man vet idag der Jordens magnetfelt skyldes elektriske strømmer i dens indre.