min 0 olduğu çizgidir (manyetik alanın yatay olduğu yer).

Dünya'nın manyetik alanının dünya çapındaki tanımı, matematiksel bir model baz alınarak yapılır. Eğer, Dünya'nın merkezinden geçen bir çizgi çizilirse, ve en uygun manyetik dipol modeline paralel olursa, çizginin yeryüzünü kestiği noktalar Kuzey ve Güney geomanyetik kutup olur. Eğer Dünya'nın manyetik alanı mükemmel bir dipol olsaydı, geomanyetik kutuplar ve manyetik kutuplar üst üste olurlardı, böylece pusulalar hep tek yeri gösterirdi. Fakat, Dünya'nın manyetik alanı kayda değer bir değerde dipolar yapıda olmadığından, geomanyetik ve manyetik kutuplar aynı yerde değiller, bu yüzden de pusulalar geomanyetik kutupları göstermez.

Dünya'nın manyetik alanı, yeryüzünde, ağırlıklı olarak dipolardır, fakat güneş rüzgarları tarafından bozulmaktadır. Güneş'in çevresineki plasmadan gelen yüklü parçacıklar, saniyede 200 ila 1000 kilometre hıza ulaşarak Dünya'ya ulaşır. Parçacıklar, kendileriyle birlikte manyetik alanlarını da getirirler, bu da gezegenler arası manyetik alan olarak adlandırılır.

Güneş rüzgarları, basınç uygularlar; eğer ki yüklü parçacıklar Dünya'nın atmosferiyle temasa geçerse, parçacıklar, atmosferi aşındırır. Fakat, Dünya'nın manyetik alanının uyguladığı basınç bu gibi zararlı parçacıkları uzakta tutar. Karşılıklı iki basıncın birbirlerini dengelediği alan, manyetopoz, manyetosferin sınır noktasıdır. Adına rağmen (magnetosphere'de, sphere, küre demektir) manyetosfer, asimetrik yapıdadır. Güneş'e bakan tarafı Dünya'nın yarıçapının 10 katı iken, diğer tarafı kuyruk gibi uzar ve Dünya'nın yarı çapının 200 katından daha uzun bir alanı kaplar. Güneşe bakan manyetopozun ingilizcede özel bir adı vardırː "bow shock". Bu alanda güneş rüzgarları aniden yavaşlar.
 Manyetosferin içinde "plasmasphere" bulunur. Simit şeklineki bu alan, içinde düşük enerjili yüklü parçacıklar veya plazma barıdırır. Bu alan 60 kilometre yükseklikten başlar ve Dünya'nın yarıçapının 3-4 katı uzaklığa kadar devam eder. Böyle büyük bir alanda olduğu için iyonosferi de kapsamaktadır. Bu alan, Dünya'yla birlikte dönüş hareketi yapar. Ayrıca, iki tane daha, ortak merkezli, tekerlek şeklinde alan bulunmaktadır. Bunların adı da Val Allen radyasyon kuşaklarıdır. Bu kuşaklar, yüksek enerjili iyonlardan ( 0.1 ila 10 milyon elektron volt (MeV) arası enerjiler) oluşur. İç taraftakı kuşaklar, Dünya'nın yarıçapının 1-2 katı uzaklıkta iken, dıştaki kuşaklar Dünya'nın yarıçapının 4-7 katı uzaklığındadır. "Plasmasphere" ve Val Allen kuşakları kısmi şekilde üst üste biner, ve bu üst üste binme Güneş'in faaliyetlerine göre değişiklik gösterir.

Dünya'nın manyetik alanı, Güneş rüzgarlarını saptırmakla kalmaz, aynı zamanda kozmik ışınları, Güneş sisteminin dışından gelen yüksek enerjili yüklü parçacıkları da saptırır.(Kozmik ışınların çoğu, Güneş'in manyetosferi veya heliosferi sayesinda, Güneş sisteminin dışında tutulur.) Buna karşın, Ay'a ayak basan astronotlar, hala radyasyona maruz kalma tehlikesindedir. Özellikle 2005 yılındaki şiddetli Güneş patlamasında, Ay'ın yeryüzünde bulunan herhangi bir kişi öldürücü dozda radyasyona maruz kalmış olurdu.

Bu olaylara rağmen, bazı yüklü parçacıklar, halen manyetosferin içine girebilir. Manyetosferdeki spiral, yuvarlak alan çizgileri, saniyede birkaç kere, iki kutup arsında, ileri geri hareketler yaparːEk olarak, pozitif ionlar yavaşça batıya doğru hareket ederken, negatif iyonlar da doğuya doğru yavaşça hareket eder, böylece yüzük akımı oluşur. Bu akım Dünya'nın yüzeyindeki manyetik alanı azaltır. İyonosferi delip geçen partiküller de atomlarla çarpışarak aurora adındaki ışıklara yol açar, ve bununla birlikte X-Işınları yayarlar.

Uzay hava durumu olarak da bilinen, manyetosferdeki değişken koşulların değişkenliğinin en büyük kaynağı da Güneş'in faaliyetleri tarafından etkilenir. Güneş rüzgarlarının zayıf olduğu zaman, manyetosfer genişler, Güneş rüzgarlarının güçlü olduğu zamanlarda ise manyetosfer sıkıştırılır ve daha fazlası içeri girebilir. Bu tarzda aktivitelerin güçlü ve yoğun olduğu zamanlara ise jeomanyetik fırtına adı verilir ve Güneş üzerinde taçküre kütle atımı olduğu zamanlar, ve Güneş sistemi boyunca bir şok dalgası yayıldığında meydana gelebilir. Böyle bir şok dalgasının Dünya'ya gelmesi iki güne kadar sürebilir. Jeomanyetik fırtınalar büyük miktarlarda bozulmalara yol açabilir; 2003 yılındaki "Cadılar bayramı" fırtınası NASA'nın uydularının üçte birine zarar vermiştir. Kaydedilmiş en büyük fırtına ise 1859 yılında gerçekleşmiştir ve bu fırtına telegraf hatlarına kısa devre yaptıracak büyüklükte akımlar indüklemiştir. Bunun yanı sıra, yine fırtına esnasında, Hawaii'nin güneyinde auroralara tanıklık edilmiştir.

Jeomanyetik alan milisaniyelerde değişebildiği gibi, bu değişim milyonlarca yıl da sürebilir. Değişim için gereken zamanının skalası böyledir. Kısa zamanlı değişimler genellikle iyonosferdeki (iyonosferik dinamik alan) ve manyetosferdeki akımlardan kaynaklanır, bazıları ise jeomanyetik fırtınalardan ya da akımların günlük değişiminden kaynaklanır. Yıllar alan değişimler ise genellikle, Dünya'nın içerisindeki değişimlerden, özellikle de demir bakımından zengin çekirdeğindeki değişimlerden kaynaklanır.

Dünya'nın manyetosferi, sık sık Güneş fişekleri tarafından darbe alır, bu da jeomanyetik fırtınalara yol açar. Manyetik fırtınalar da auroraları doğurur. Manyetik alandaki kısa zaman alan dengesizlikler ise K-index ile ölçülür.

THEMIS'ten alınan verilar doğrultusunda, Güneş rüzgarlarıyla etkileşime geçen manyetik alanın, Güneş ve Dünya arasında hizalandığı oryantasyonda, manyetik alanın azaldığını gözlemlenmiştir. Bu daha önceki hipotezleri çürütecek nitelikte bir bilgidir. Önümüzdeki Güneş fırtınaları sırasında, bu ilişki, yapay uydularda elektrik kesintilerine ve bozulmalara yol açabilir.

Bir yıl veya daha fazla bir zaman ölçeğinde, Dünya'nın manyetik alanındaki değişikliklere dünyevi varyasyon denir. Yüzyıllar boyunca, manyetik sapmanın on derece ve daha fazlası kadar değişebilir olduğu gözlemlenmiştir. Sağdaki Bir film son birkaç yüzyıllar boyunca, küresel sapmaların nasıl değiştiğini küresel sapmaların göstermektedir.

Dipolün yönü ve yoğunluğu, zamanla değişir. Son iki yüzyıl boyunca, dipol kuvvetine yüzyıl başına yaklaşık% 6,3 oranında düşüş gözlemlenmiştir. Bu azalma oranda, alan yaklaşık 1600 yıl içinde önemsiz olacaktır. Ancak, bu gücü son 7000 yıldır ortalama hakkında ve değişim cari oran alışılmadık bir durum değildir.

Dünyevi varyasyon olmayan dipolar bölümünde önemli bir özelliği, her yıl yaklaşık 0.2 derecelik bir oranda bir batıya sürüklenmesidir. Bu sürüklenme her yerde aynı değildir ve zamanla değişmiştir. Küresel sürüklenme ortalaması milattan sonra 1400'ten beri batıya olmuştu ama doğuya milattan sonra yaklaşık 1000 ila 1400 yıllarında gözlemlenmiştir.

Manyetik gözlem evleri öncesine değişiklikler arkeolojik ve jeolojik malzeme kaydedilir. Bu tür değişiklikler "paleomağnetik" dünyevi değişimi veya "paleodünyevi" varyasyon (PSH) olarak ifade edilir. Kayıtlar genellikle jeomanyetik farklılıkların ve terslikleri yansıtan uzun süreli küçük, fakat bazen büyük değişikliklerle, değişmesi yer alıyor.

Genellikle Dünya'nın manyetik alanı yaklaşık olarak dipolardır ve onun manyetik momenti neredeyse dönme ekseni ile aynı hizada olmasına rağmen, zaman zaman Kuzey ve Güney kutupları jeomanyetik yerlerini değiştirirler. Bu jeomanyetik terslik için kanıt olan bazaltlar dünya çapında bulunabilir. Bazaltlar, okyanus tabanlarında alınan tortu çekirdekleridir ve bazaltların yanı sıra, deniz tabanındaki manyetik anomaliler de buna kanıttır. Bu yer değiştirme 0.100.000 yaşından az intervallerden, 50 milyon yıl kadar büyük yaşlar sahip olabilir, ve değişen, rastgele görünen aralıklarla meydana gelir. En son jeomanyetik terslik, Brunhes-Matuyama tersliği olarak adlandırılmıştır, ve yaklaşık 780.000 yıl önce meydana gelmiştir. Bilinen diğer bir dünyevi tersliğin adına da Laschamp olayı denir ve Dünya'nın alanının, bir başka küresel tersliği ise  son buzul çağı sırasında (41.000 yıl önce) meydana geldi. Ancak, onun kısa süreli olmasından dolayı, bu olay bir farklılık olarak etiketlenir.

Geçmişteki manyetik alan güçlü manyetik mineraller sayesinde kaydedilmiştir, örneğin manyetit özellikle demir oksitler, çoğunlukla kaydedilir. Bu kalıcı mıknatıslanma veya "remanence", birden fazla yolla elde edilebilir. soğuyan lavlar ise, alanın yönü manyetit sebebiyet veren, küçük mineraller "dondurulmuş" dur. onlar okyanus tabanının veya göl dibinde biriken gibi sedimanlarda, manyetik parçacıkların manyetik alan yönü doğru hafif bir önyargı kazanır. Buna, Kırıntılı kalıcı mıknatıslanma denir.

Manyetit okyanus sırtları etrafında manyetik anomalilerin ana kaynağıdır. Deniz tabanı uzandığı alan boyunca, magma kuyuları yayıldığı gibi, sırtın her iki tarafı da, yeni bazaltik kabuklar oluşturmak için soğur ve deniz dibinin yayılmasıyla uzaklara taşınır. Soğurken ise, Dünya'nın alanının yönünü kaydederler. Dünya'nın alan tersine döndüğünde, yeni bazaltlar ters yöndeki alanı kaydederler. Sonuç ise, sırt etrafında bulunan, simetrik olan şeritlerin dizisidir. Okyanus yüzeyinden, bir manyetometre çeken bir gemi, bu çizgileri algılayabilir ve de böylece, bu çizgilerden, derindeki okyanus tabanının yaşını çıkarabiliriz. Bu deniz tabanı geçmişteki yayılma hızı hakkında bilgi verir.

Lavların, radyometrik zamanlaması jeomanyetik polarite zaman ölçeği kurmak için kullanılır olmuştur (görüntüde bir kısmı mevcuttur) . Bu manyetotostratigrafi temelini oluşturur. Manyetotostratigrafi ise, tortul ve volkanik dizilerinin yanı sıra, deniz tabanının manyetik anomalilerinin hem bugüne kadar kullanılan bir jeofizik korelasyon tekniğidir.

Steens Mountain, Oregon, üzerinde lav akıntıları çalışmaları, manyetik alan önemli ölçüde Dünya'nın manyetik alanının nasıl da günde en fazla 6 derecelik gibi bir oranda değişiminin olabileceğini göstermektedir. Böylece bu çalışma Dünya'nın manyetik alanının nasıl çalıştığını kavramaya çalışan Dünya tarihindeki popüler anlayışı zorlar.