Ziemskie pole geomagnetyczne jest tworzone przez dwie rzeczy. Ruchy konwekcyjne w ciekłym, przewodzącym jądrze wewnątrz środka Ziemi są ważne dla wytwarzania pola magnetycznego. Kiedy ruchy konwekcyjne występują z prądami elektrycznymi wokół Ziemi, powstaje pole magnetyczne. Obrót Ziemi jest tym, co utrzymuje pole magnetyczne. Interakcja pomiędzy ruchami konwekcyjnymi i prądami elektrycznymi tworzy efekt dynamo.
Natężenie pola magnetycznego jest największe w pobliżu biegunów magnetycznych, gdzie jest ono pionowe. Natężenie pola jest najsłabsze w pobliżu równika, gdzie jest ono poziome. Natężenie pola magnetycznego mierzy się w gaussach.
Pole magnetyczne w ostatnich latach zmniejszyło swoją siłę. W ciągu ostatnich dwudziestu dwóch lat, pole zmniejszyło swoją siłę średnio o 1,7%. W niektórych obszarach pola, siła zmniejszyła się nawet o 10%. Szybki spadek siły pola jest znakiem, że pole magnetyczne może się odwrócić. Odwrócenie to może nastąpić w ciągu najbliższych kilku tysięcy lat. Wykazano, że przemieszczanie się biegunów magnetycznych jest związane z malejącym natężeniem pola magnetycznego.
Odwrócenie geomagnetyczne jest wtedy, gdy północny biegun magnetyczny i południowy biegun magnetyczny zamieniają się miejscami. Zdarzyło się to kilka razy w historii Ziemi. Odwrócenie magnetyczne następuje po tym, jak natężenie pola osiągnie zero. Kiedy natężenie pola zaczyna ponownie wzrastać, wzrasta ono w przeciwnym kierunku, powodując odwrócenie biegunów magnetycznych. Czas, w którym pole magnetyczne ulega odwróceniu jest nieznany, ale może trwać nawet do dziesięciu tysięcy lat. Odwrócenie biegunów magnetycznych Ziemi jest zapisane w skałach, zwłaszcza w bazalcie. Naukowcy uważają, że ostatnie odwrócenie geomagnetyczne miało miejsce 780 000 lat temu.
Magnetosfera
Magnetosfera jest tworzona przez pole magnetyczne. Jest to obszar wokół Ziemi, który działa jako osłona przed szkodliwymi cząstkami wiatru słonecznego. Magnetosfera ma wiele różnych warstw i struktur, a wiatr słoneczny kształtuje każdą z tych warstw. Interakcja wiatru słonecznego i magnetosfery powoduje również pojawianie się zorzy północnej i południowej. Magnetosfera jest bardzo ważna w ochronie Ziemi przed burzami słonecznymi, które zwiększają aktywność wiatru słonecznego. Burze słoneczne mogą powodować burze geomagnetyczne, które czasami mają poważny wpływ na Ziemię.
Obszary znajdujące się pomiędzy północnym i południowym biegunem magnetycznym to linie pola magnetycznego. Linie te opuszczają Ziemię z pionowego punktu południowego i ponownie wkraczają na nią przez pionowy punkt północny. Te dwa pionowe punkty nazywane są magnetycznymi biegunami dipowymi. Magnetyczne bieguny dipowe są powszechnie określane jako bieguny magnetyczne. Bieguny magnetyczne przecinają ziemię w dwóch punktach. Północny biegun magnetyczny przecina Ziemię na 78,3 N szerokości geograficznej i 100 W długości geograficznej. To umieszcza północny biegun magnetyczny w kole podbiegunowym. Południowy biegun magnetyczny przecina Ziemię na 78,3 S szerokości geograficznej i 142 E długości geograficznej. To umieszcza południowy biegun magnetyczny na Antarktydzie. Bieguny magnetyczne są również tam, gdzie pola magnetyczne są najsilniejsze.
