Gdy wypływający z głębi bazalt zastyga, stygną też towarzyszące mu minerały, stając się ferromagnetykami. „Zamrażają” one w sobie pole magnetyczne skierowane zgodnie z ówczesnym kierunkiem ziemskiego pola magnetycznego (magnetyzacja szczątkowa), pole to nie zmienia się już pomimo zmian pola zewnętrznego. Badając skały wulkaniczne można określić kierunek i natężenie pola magnetycznego w przeszłości. Dział nauki, który zajmuje się badaniem pola magnetycznego w przeszłości, nazywany jest paleomagnetyzmem.
Zmienne pole magnetyczne Zmienne pole magnetyczne zmienia swoją wartość o 1% jego wartości, czasami zmiana ta dochodzi do 5%. Główną przyczyną zmian są zjawiska zachodzące wokół Ziemi, takie jak deformacja pola magnetycznego wywoływana przez wiatr słoneczny, zmiany w jonosferze ziemskiej (dynamo atmosferyczne). Obserwuje się zmiany okresowe z najsilniejszą zmianą dobową, znacznie słabszą zmianę wywołaną położeniem Księżyca. Przyczyną powtarzających się zmian dobowych jest słoneczne promieniowanie elektromagnetyczne wpływające na intensywność prądów w jonosferze. Także Księżyc powoduje pływy w jonosferze ziemskiej, będącej częścią atmosfery.