磁気構造
フェリ磁性体は強磁性体と同じく巨視的な磁化を示すが、局所的には異なる方向を向いた磁化を持つ。
上記の議論は基底状態の磁気構造に関するもので、有限温度下では磁気構造は励起を受ける。これを記述するための、両極端のモデルが知られている。ストナー模型(遍歴電子磁性体とも)では、電子状態は非局在化されており、それらの平均場相互作用により対称性が破られる。この描像では、温度上昇に伴い電子が上向きスピン状態から下向きスピン状態ヘ移動するため、局所的磁化は一様に減衰する。一方、電子状態が特定の原子に局在し、原子スピン間の短距離相互作用のみがはたらく場合は、量子ハイゼンベルク模型(英語版)が用いられる。この場合も、有限温度下では原子スピン配向は理想的配置から逸脱し、したがって、強磁性体の巨視的な磁化はやはり減衰する。
局所的な磁性については、多くの磁気構造が磁気空間群(英語版)によって記述される。これにより、ある3次元結晶構造において可能な上下スピン構成のすべての対称群を列挙することができる。しかし、この形式では螺旋磁性のようなより複雑な磁気構造を記述することはできない。
常温・常圧下で強磁性を示す単体元素は、鉄、コバルト、ニッケルの3つのみである。これは、キュリー温度Tc室温よりも高いためである。(Tc > 298 K)。ガドリニウムは、室温のすぐ下で(293 K)自発磁化を示しはじめるため、4番目の強磁性元素として数えられることもある。ガドリニウムには螺旋磁性構造を持つことを示唆する研究がいくつかあるが 、ガドリニウムは通常の強磁性体であるという従来からの見解を補強する研究もある。
ジスプロシウムとエルビウムの単体は、どちらも2つの磁気相転移点を持つ。これらはどちらも室温では常磁性を示すが、ネール温度以下では螺旋磁性を、キュリー温度以下では強磁性を示す。ホルミウム、テルビウム、ツリウムは、さらに複雑な磁気構造を示す。
ネール温度を超えると秩序を失う反強磁性構造もある。クロムは、ある程度単純な反強磁性体のようにふるまうが、単純な上下交互スピン構造の上に釣り合っていないスピン密度波変調を持つ。マンガンのα-相は29原子の単位胞を持ち、低温では複雑ではあるが全体として打ち消しあう反強磁性配置をとる(磁気空間群(英語版)P 4 2'm')。ほとんどの単体元素の示す磁性は電子に由来するが、銅と銀の磁気秩序は、電子に比べはるかに弱い核磁気モーメント(ボーア磁子と核磁子をの差を参照)によって支配され、絶対零度に近い転移温度をもつ。
超伝導体となる元素は、臨界温度以下で超反磁性を示す。