地球磁場主要由地球的大氣圈產(chǎn)生，因而可把大氣看成一個(gè)巨大的“通電螺線管”。通電螺線管表現(xiàn)出來的磁性與條形磁鐵相似，它的一端相當(dāng)于北極，另一端相當(dāng)于南極。當(dāng)給螺線管內(nèi)插入鐵芯時(shí)，由于鐵芯被磁化，磁場就會(huì)大大增強(qiáng)。因此把螺線管套在鐵芯上，就構(gòu)成了一個(gè)電磁鐵，電磁鐵的磁性比螺線管的磁性強(qiáng)。
    由此，在把大氣看成一個(gè)巨大的“通電螺線管”的同時(shí)，還可以把地球地殼表面以內(nèi)的部分（地球的內(nèi)部圈層），看成是插在這個(gè)巨大“通電螺線管”內(nèi)的“鐵 芯”。由于這個(gè)“鐵芯”被磁化，地球磁場便大大加強(qiáng)，這樣地球就像是一個(gè)“電磁鐵”。地磁場主要由這個(gè)巨大的“電磁鐵”產(chǎn)生。在地球這個(gè)巨大“電磁鐵”的 “鐵芯”被磁化的情況下，由于各種物質(zhì)在地球內(nèi)部的分布情況不同，加之其他因素（如溫度、壓力等）的影響，在地球內(nèi)部就形成了磁核。
    古地磁學(xué)的證據(jù)表明，古代的地球磁場與現(xiàn)在的磁場極為不同。例如，在各個(gè)不同時(shí)期，磁極的位置基本不同。這就是說，磁極可能遷移了幾千里路。并且人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，地球磁場能夠突然轉(zhuǎn)換極性方向，使磁北極變成磁南極，磁南極變成磁北極。
對于地球磁場出現(xiàn)的這些奇怪現(xiàn)象，使人們既困惑又感興趣。于是人們在探究地球磁性起源的同時(shí)，也試圖對這些現(xiàn)象加以解釋，但至今也沒有對地球磁場這些奇 怪現(xiàn)象的成因，做出令人滿意的解釋。那么，是否可以用大氣產(chǎn)生地球磁場的理論，解釋地球磁極遷移現(xiàn)象和地球磁場倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象？
    地球除自身內(nèi)部的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)外，它的繞軸自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和繞日公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是人類最為熟悉的自然現(xiàn)象。有自轉(zhuǎn)，就有赤道平面；有公轉(zhuǎn)，就有軌道平面，即黃道平面。 在黃道平面與赤道平面之間有一個(gè)交角，叫做黃赤交角。目前的黃赤交角是23°26‘。地球一邊繞軸自轉(zhuǎn)，一邊繞日公轉(zhuǎn)，在天空的位置時(shí)刻變化，這種情況會(huì) 影響地球的自轉(zhuǎn)狀態(tài)。
    實(shí)際上，地球的自轉(zhuǎn)狀態(tài)的確發(fā)生著變化。由黃赤交角的度數(shù)，并非是固定的就可以證明這一點(diǎn)。而地球自轉(zhuǎn)狀態(tài)的任何改變，都會(huì)使大氣的運(yùn)動(dòng)隨之發(fā)生變化。 這就如同舞臺上，舞蹈演員身上的舞衣隨同演員舞姿的變化而變化一般。由于大氣的運(yùn)動(dòng)發(fā)生了變化，即通過地球這個(gè)巨大“電磁鐵”的電流發(fā)生了變化，根據(jù)安培 定律，地球的磁極便會(huì)偏離原來位置。因此，地球磁極遷移的現(xiàn)象，就是由于地球運(yùn)動(dòng)變化所致。造成地球運(yùn)動(dòng)變化的因素是多方面的，來自地球本身或者地球以外 空間的某些作用都有可能對地球的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響。例如，地殼的運(yùn)動(dòng)就有可能對地球自轉(zhuǎn)的狀態(tài)產(chǎn)生影響。
    地球磁場的確有可能突然轉(zhuǎn)換極性方向，使磁北極變成磁南極，磁南極變成磁北極。地球磁場的倒轉(zhuǎn)在過去的地質(zhì)時(shí)期曾經(jīng)發(fā)生過很多次。
關(guān)于地球磁場的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。大氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生地球磁場的理論認(rèn)為，大氣中的正負(fù)帶電粒子在隨同地球一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生了兩個(gè)極性相反的磁場。這兩個(gè)極性相反的磁場，大部分磁性都抵消了，但并沒有全部抵消，這樣就產(chǎn)生了地磁場。
    地磁場既然由兩個(gè)極性相反的磁場共同作用形成，那么在地球各個(gè)不同的地質(zhì)年代，由于大氣情況（大氣的成分、溫度、分布及運(yùn)動(dòng)等）的不同，這兩個(gè)磁場的強(qiáng) 弱會(huì)發(fā)生變化。在某一個(gè)時(shí)期里，某種帶電粒子所產(chǎn)生的磁場強(qiáng)于（或者弱于）另一種帶有相反電荷的粒子所產(chǎn)生的磁場。在接下來的另一個(gè)時(shí)期，如果大氣的情況 發(fā)生變化，這種帶電粒子所產(chǎn)生的磁場就有可能又弱于 （或者強(qiáng)于）另一種帶有相反電荷的粒子所產(chǎn)生的磁場。當(dāng)此種情況發(fā)生時(shí)，地球磁場就會(huì)出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。
    了解電磁鐵的人都知道，當(dāng)流過電磁鐵的電流改變方向時(shí)，電磁鐵的南北極就會(huì)對調(diào)。由于大氣的變化，大氣中正、負(fù)帶電粒子相對運(yùn)動(dòng)的情況也在發(fā)生變化，當(dāng) 這種變化達(dá)到一定程度，致使這一相對運(yùn)動(dòng)發(fā)生逆轉(zhuǎn)時(shí)，地球這個(gè)巨大“電磁鐵”的電流方向就會(huì)改變，這時(shí)地球的南北磁極就會(huì)對調(diào)。
    地球只是宇宙中的滄海一粟。同地球上的許多自然現(xiàn)象經(jīng)常要受外界作用的影響一樣，地球磁場也不是孤立的，它會(huì)受到外界影響。例如，太陽風(fēng)磁場對地球磁場 施加作用，形成一個(gè)被太陽風(fēng)包圍的、彗星狀的地球磁場區(qū)域，這就是磁層。地球磁層是一個(gè)更為復(fù)雜的問題。目前，科學(xué)家正在對其進(jìn)行研究。