磁铁的发现和早期应用
磁铁的发现和应用在我国有较早的历史。在2600年前战国时代的《管子》一书里，就有“上有慈（磁）石者，下有铜金”的记载。到公元前3世纪时，在《吕氏春秋》里记载有“慈石召铁，或引之也”。东汉王充（27—约97）在《论衡》一书里记载有“司南之杓，投之于地，其柢指南”，这是世界上最早出现的罗盘。宋代沈括（1031—1095）在《梦溪笔谈》一书里说：“以磁石摩针锋，则锐处常指南，亦有指北者。”这是世界上用人造磁铁制造磁针的开始。
司南
战国时代，我国人民利用磁铁制造了一种指示方向的工具，叫“司南”（如右图）。根据专家的研究，司南大约是把整块的天然磁铁，轻轻地琢磨成勺子的形状。并且把它的S极琢磨成长柄，使重心落在圆而光滑的底部正中。
司南做好以后，还得做一个光滑的底盘。使用的时候，先把底盘放平，再把司南放在底盘的中间，用手拨动它的柄，使它转动。等到司南停下来，它的长柄就指向南方，勺子的口则指向北方。司南的底盘有的是用青铜做的，有的是个涂漆的小盘，青铜和漆器都比较光滑，摩擦阻力比较小，司南转动起来很灵活。这种底盘内圆外方，四周还刻有表示24个方位的格线和文字。
司南必须放在光滑的底盘上旋转，底盘还必须放平，否则就会影响它指南的效果，甚至会使它从底盘上滑下来。因此，人们发明司南以后，又继续不断地研究改进指南的工具。
指南鱼和磁针
古代民间常将薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北。当时以此作为一种游戏，西晋崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。
北宋时的《武经总要》中载有制作和使用措南鱼的方法：“用薄铁叶剪裁，长二寸，阔五分，首尾锐如鱼形，置炭火中烧之，候通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之。用时，置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也。”这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上，烧红的铁片内部分子处于比较活跃的状态，使铁分子顺着地球磁场方向排列，达到磁化的目的。人工磁化方法的发明，对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。
北宋科学家沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法：“方家以磁石摩针锋，则能指南。”按沈括的说法，当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针，就能使针带上磁性。从现在的观点来看，这是一种利用天然磁石的磁场作用，使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向，从而使钢针显示出磁性的方法。这种方法比地磁法简单，磁化效果也比地磁法好，而且为有实用价值的磁指向器的出现创造了条件。
沈括还谈到了摩擦法磁化时产生的各种现象：“以磁石摩针锋，则锐处常指南，亦有指北者，恐石性亦不同……南北相反，理应有异，未深考耳。”这是说，用磁石去摩擦缝衣针后，针锋常指南，也有时指北。从现在的观点来看，磁石都有N和S两极，磁化时缝衣针针锋的方位不同，则磁化后的指向也不同。但沈括并不知道这个道理，他真实地记录了这个现象并坦白承认自已没有作深入思考，期望后人能进一步探讨。
指南针并不指向地球的正南和正北
指南针是用人造磁铁制成的磁针。它在稳定时能一端指南，一端指北。指南的那端叫南极，也叫S极；指北的那端叫北极，也是N极。指南针的两极为什么总是指向南北呢？原来，每一个磁体都有南极和北极，这两个磁极是磁性最强的部分。相同的磁极互相排斥，相异的磁极互相吸引。
地球本身就是一个巨大的磁体，它的南极和北极位于地球的两端。根据磁极之间相互作用的规律，指南针的北极与地磁的南极互相吸引，指南针的南极与地磁的北极互相吸引。而地磁南极就是地理北极，地磁北极就是地理南极，所以指南针静止时，它的北极总是指向地球的北端。南极指向地球南端。
不过指南针并不指向地球的正南和正北。公元11世纪，沈括在《梦溪笔谈》中提到，通过长期的观察发现，指南针的指向并不是地球的正南和正北，而是略微偏离一点。也就是说，地球的两极与地建的两极并不重合。意大利航海家哥伦布于1492年横渡大西洋时，才观察到这一现象。比我国晚了400多年。
磁场
在磁体上，磁极的磁力最强，但磁力并不局限在磁极，磁体的周围都存在着磁力的作用。磁体周围有磁力作用的区域称为磁体的磁场。磁场的存在，使磁体间不通过接触便可发生相互作用。右图是一块条形磁体周围的磁场示意图，图中的曲线称为磁感线，它形象地表示出磁体周围磁场的分布情况。磁感线从一个磁极出发，围着磁体沿曲线前行，最后返回另一磁极。磁感线从一个磁极到另一个磁极形成一条封闭的回路，磁感线之间永不相交。
磁化
使原来不显磁性的物体在磁场中获得磁性的过程叫磁化。最容易磁化的是铁磁性物质，如软铁、硅钢、镍、铁氧体等。由于电流能够引起很强的磁场，又便于控制，所以常利用电流的磁场使铁磁性物质磁化而制成**磁铁或电磁铁。
研究磁体的磁性强弱是否与温度有关
将条形磁铁的一端固定在铁架台上，另一端吸着一些小铁钉，用酒精灯给磁铁加热，如图1所示。经过一段时间后，当磁铁被绕红时，发现铁钉纷纷落下。由此可得出结论：温度可以改变磁铁的磁力大小。根据这一结论，可设计一个简易的温度报警器，如图2所示。其工作原理是：当温度逐渐升高时，磁铁的磁力减小，直至消失，无法吸引弹簧开关，弹簧开关向下恢复原状，这样下面的电路就被接通，从而使电铃报警。