gibi temel teoriler içerisinde.

Manyetizma, kökünden, iki kaynaktan ortaya çıkar:
Bir maddedeki çok sayıdaki elektron birbirlerinin manyetik momentlerini yok edecek şekilde dizayn edilir. Bundan dolayı elektronlar Pauli dışlama ilkesine göre çiftler oluşturacak şekilde kombine edilirler (elektron dizilim sayfasına bakınız) Bu durumda bir elektron diğer elektronun manyetik momentinin kesinlikle yok eder. Ayrıca, elektron dizilimi yapılıp ve eşleşmemiş bir elektron görüldüğünde dahi katı içerisindeki çeşitli elektronların genellikle farklı yönlerdeki manyetik momente katkılarından dolayı madde manyetik özelliğinden mahrum kalır.

Fakat bazen –ya da eş zamanlı olarak dış bir manyetik alan uygulandığında- her bir elektronun manyetik momenti ortalama bir değerde sıralanır. Böylelikle maddenin potansiyel olarak çok güçlü net bir manyetik alan yarattığı görülür.

Bir maddenin manyetik davranışı onun yapısına bağlıdır. Özellikle o maddenin elektron dizilimi manyetik davranışını belirler. Ayrıca yukarıda da bahsettiğimiz nedenler ve sıcaklık da manyetik davranışını etkiler. Yüksek sıcaklıklardaki rastgele ısı hareketi, elektronların belirli bir hizaya gelmesini imkansız yapar.

Diyamanyetizma bütün maddelerde görülebilir. Diyamanyetizma maddenin uygulanan manyetik alana karşı gelmesini sağlayan bir durumdur. Bundan dolayı manyetik alan tarafından itilirler. Fakat paramanyetik özelliği olan maddelerde ( yani uygulanan manyetik alanı yükseltme eğilimi olan maddeler) paramanyetik davranışlar üstün gelir. Diyamanyetizma evrensel bir olay olmasına rağmen diyamanyetik davranış yalnızca saf diyamanyetik maddelerde görülebilir. Diyamanyetik maddelerde eşleşmemiş elekton yoktur. Dolayısıyla var olan elektrik moment herhangi bir etkide bulunmaz. Bu gibi durumlarda manyetizma elektronların orbital hareketlerinden dolayı oluşabilir. Bu klasik olarak şöyle anlaşılabilir : 
Belirtilmeli ki bu tanım yalnızca sezgiseldir. Daha doğru anlamak için kuantum mekaniği tanımına ihtiyaç vardır. 

Bütün maddeler orbital etkisine maruz kalırlar. Fakat diyamanyetik ve paramanyetik maddelerde, diyamanyetik etki en çok eşlenmemiş elektronlardan etkilenir. 

Paramanyetik maddelerde eşlenmemiş elektronlar vardır. Yani yalnızca bir elektronun olduğu atom ya da molekül orbitallerine sahiptirler. Eşlenmiş elektron çiftleri Pauli dışlama ilkesi gereği zıt yönde bir manyetik momentlere sahiptir. Bundan dolayı zıt yönlü bu manyetik moment vektörleri birbirini yok eder. Fakat eşlenmemiş bir elektron manyetik moment yönünü belirlemede serbesttir. Bu elektrona dış manyetik alan uygulandığında, elektronun manyetik momentinin yönü uygulanan manyetik alanla aynı yönde olmaya eğilim gösterecektir. Böylelikle bu manyetik alanı destekleyecek bir etkide bulunacaktır. 

Ferromanyetik maddeler de paramanyetik maddeler gibi eşlenmemiş elektronlara sahiptir. Fakat bu elektronların manyetik momentlerinin uygulanan manyetik alana paralel olma eğilimlerinin yanı sıra, manyetik momentler düşük enerji durumunu korumak için birbirlerine paralel hale gelmeye çalışırlar. Bundan dolayı herhangi bir dış manyetik olmadığında dahi maddenin manyetik momentleri birbirlerine eş zamanlı olarak paralel hale gelmeye çalışırlar.

Her ferromanyetik maddenin Curie sıcaklığı adı verilen özel bir sıcaklığı vardır. Bu sıcaklığın üstüne çıkıldığında maddenin ferromanyetik özelliğini kaybettiği görülür. 

Ferromanyetizma yalnızca birkaç maddede görülür. Yaygın olanları; demir, nikel, kobalt ve bunların alaşımlarıdır. Ayrıca nadir bulunan bazı metal alaşımlar da ferromanyetik özellik gösterir.

Ferromanyetik maddelerdeki atomların manyetik momentleri, bu maddelerin küçük kalıcı mıknatıs gibi davranmasını sağlarlar. Bu momentler birbirlerine bağlanırlar ve manyetik domain ya da weiss domain adı verilen çok düzgün ya da düzgün olmayan bir yönelimde bulunurlar. Manyetik domainler manyetik kuvvet mikroskobu ile gözlemlenebilir. Bu mikroskop manyetik domain sınırlarını gösterir. Bu sınırlar resimde görülen beyaz çizgilere benzer. Manyetik alanı fiziksel olarak gösterebilen çok sayıda bilimsel deney vardır. 

Bir domain çok sayıda molekül içerdiğinde kararsız hale gelir ve zıt yönlere yönelmiş iki domaine ayrılır. Böylelikle bunlar sağda bulunan resimde gösterildiği üzere birbirlerine daha kararlı bir şekilde bağlanırlar.

Manyetik alana maruz bırakıldığında ise domain sınırları manyetik alanı büyütmek ve yapıyı domine etmek için hareket eder. (solda gösterilmiştir- noktalı sarı bölge). Manyetik alan kaldırıldığında domainler manyetize edilmemiş haline geri dönmeyebilirler. Bu durum ferromanyetik maddelerin kalıcı mıknatısa dönüşmesine neden olur. 

Yeteri kadar güçlü şekilde manyetize edilen domainin diğer tüm sonuçların üstesinden gelmesi tek bir domain ile sonuçlanır. Bu madde manyetik olarak doyurulmuştur. Bir ferromanyetik madde Curie sıcaklığına kadar ısıtıldığında moleküller titreşmeye başlarlar ve manyetik domain organizasyonunu ve manyetik özelliğini kaybetmeye başlar. Eğer bu madde soğutulursa bu domainin yönelimi aniden geri döner.

Antiferromıknatıslarda, komşu değerlik elektronların manyetik momentlerinin zıt yöne doğru eğilimleri vardır. Bir maddedeki bütün atomlar her bir değerlik elektronu karşıt yönelime sahip ise antiferromanyetik madde olarak değerlendirilir. Antiferromıknatısların manyetik momenti yoktur. Yani bunlar tarafından herhangi bir manyetik alan üretilemez. Antiferromıknatıslar diğerlerine göre daha az bulunur. Çoğunlukla düşük sıcaklıklarda gözlemlenir. Değişen sıcaklıkla birlikte antiferromıknatıslar diyamanyetik ya da ferromanyetik özellikler sergileyebilirler. 

Bazı maddelerde komşu elektronlar karşıt doğrultuda olmak isterler. Fakat komşu elektronların böyle bir durumda olduğu geometrik bir düzenleme yoktur. Buna spin camı denilmektedir.

Ferromıknatıslar gibi, ferrimıknatıslar da manyetik alan yokluğunda mıknatıslık özelliğini gösterebilir. Fakat antiferromıknatıslarda olduğu gibi komşu elektron çiftinin spinleri zıt yönlere doğrudur. Bu iki özellik birbiriyle çelişmemektedir çünkü ideal geometrik düzenlemede birden çok manyetik momentin yönelimi bir yöne doğrudur. 

Çoğu mıknatıs ferrimıknatıstır. İlk olarak keşfedilen manyetik madde olan manyetit bir mıknatıstır ve bunun orijinal olarak ferromıknatıs olduğuna inanılmaktaydı. Ferrimanyetizmanın keşfinden sonra Louis Neel bunu çürüttü. 

Ferromıknatıs ya da ferrimıknatıs yeterince küçük olduğu zaman, bunlar basit manyetik spin gibi (Brown Hareketi) hareket ederler. Bunlar manyetik alana paramıknatıslar gibi niteliksel olarak karşılık verirler fakat paramıknatıslardan daha fazla bir şekilde. 


Bir elektromıknatıs, manyetikliği elektrik akımı tarafından üretilen bir mıknatıs çeşididir. Akım durdurulduğunda manyetik alan bunun sonucu olarak yok olur

Einstein’ın özel görelilik teorisinin sonucu olarak elektrik ve manyetizma temel olarak birbiriyle bağlantılıdır. Elektriksiz bir manyetizma düşüncesi ya da manyetizmasız bir elektrik düşüncesi özel görelilik teorisiyle tutarsızdır. Bu tutarsızlığın nedeni uzunluk büzülmesi ve zaman genişlemesiyle ilgilidir. Manyetik kuvvet hıza bağlı bir durumdur. Fakat elektrik ve manyetizma bir arada ele alındığında ortaya çıkan elektromanyetizma teorisi Einstein’ın özel görelilik teorisiyle tamamen uyumludur. Elektriğin ve manyetizmanın birbirine görece etkileri referans sistemine bağlıdır. Böylelikle özel görelilik elektrik ve manyetizmayı basit ve birbirinden ayrılmaz bir olguya, elektromanyetizma düşüncesine götürür. Bu, zaman ve uzay ilişkisinin uzay-zaman olarak değerlendirilmesine benzer. 

Boşlukta,
burada µ manyetik geçirgenlik sabitidir.

Bir maddede
µM niceliğine "manyetik kutuplaşma denir".

Eğer H alanı küçükse, bir diyamıknatıs ya da paramıknatıstaki M'nin mıknatıslamaya cevabı yaklaşık olarak doğrusaldır.
Bu orantı sabiti manyetik duyarlılık olarak adlandırılır.
Ferromıknatıs gibi sağlam mıknatıslarda M, alanla doğru orantılı değildir. H sıfır olsa dahi genel olarak M sıfır değildir.

Manyetizma olgusu, manyetik alan tarafından oluşturulur. Bir elektrik akımı ya da manyetik dipol bir manyetik alan yaratabilir. Bu manyetik alan, alan içerisinde bulunan başka parçacıklara manyetik kuvvet uygular

Düzenli bir akımın yarattığı manyetik alanla ilgili olan Biot-Savart yasasını kolaylaştıran Maxwell denklemleri bu kuvvetleri uygulayan manyetik alanların kökenini ve davranışı açıklayabilmektedir. Bundan dolayı manyetizma, elektriksek olarak yüklü parçacıklar hareket ettiğinde ortaya çıkar. Örneğin elektrik akımı boyunca hareket eden elektronlar ya da atomun çekirdeği etrafında orbitallerde hareket eden elektronlar manyetik alan yaratır. Ayrıca bunlar kuantum mekaniği spininden manyetik dipole olarak ortaya çıkabilirler.

Manyetik alan yaratan aynı durumlar – atomda ya da akımda hareket eden elektrik yükü- manyetik alanın kuvvet olarak etkide bulunduğu durumlardır.

Elektriksel olarak yüklü bir parçacık bir manyetik alan (B) boyunca hareket ettiğinde, Lorentz kuvveti (F) adı verilen vektör çarpımı ile büyüklüğü ve yönü bulunabilen bir kuvvet hisseder : 
burada
Bu işlem vektörel çarpım olduğu için yüklü parçacığa manyetik alan tarafından uygulanan kuvvetin yönü hem parçacığın hareket yönüne hem de manyetik alanın yönüne diktir. Yani manyetik kuvvet parçacık üzerinde herhangi bir iş yapmaz. Bu kuvvet, yüklü parçacığın yönünü değiştirebilir fakat onun hızlanmasını ya da yavaşlamasını sağlayamaz. Bu kuvvetin büyüklüğü şöyle ifade edilebilir : 
burada formula_8 , parçacığın hız vektörü v ile ortamdaki manyetik alan B vektörü arasındaki açıdır.

Yüklü parçacığın hız vektörünün yönünü, manyetik alanın yönünü ve kuvvetin yönünü belirlemek için sağ el kuralı uygulanır. Sağ el silah gibi bir görünüme büründüğünde, işaret parmağı “v” yani yüklü parçacığın hızının yönünü, orta parmak “B” manyetik alan vektörünün yönünü ve başparmak ise “F” yüklü parçacığa manyetik alan tarafından uygulanan kuvvetin yönünü” gösterir. Ayrıca sağ el kuralı sayfasına bakabilirsiniz.

Manyetik alan yaratan kay