Il campo magnetico terrestre o campo geomagnetico ha il suo polo sud presso il nord geografico e viceversa. Il suo asse è inclinato di circa 11° rispetto quello terrestre. Le linee di forza di campo sono linee immaginarie descritte dalla direzione di una bussola in ogni punto della superficie terrestre. Ogni punto è anche caratterizzato dalla declinazione magnetica, ovvero l’angolo tra la direzione del sud magnetico e del nord geografico, l’inclinazione magnetica, ovvero l’angolo tra le linee di forza e la superficie terrestre, e l’intensità del campo magnetico, misurata da magnetometri in Gauss (G) o in Tesla (T, 1T=10000G).
Correlato al campo magnetico terrestre è il fenomeno del paleomagnetismo, per il quale le rocce durante la formazione acquistano una magnetizzazione naturale residua in accordo con il campo magnetico in quel momento. Si parla di magnetizzazione termoresidua quando è acquisita da rocce magmatiche durante il loro raffreddamento che blocca lo spostamento di minerali ferromagnetici che precedentemente si erano orientati con le linee di campo. Si ha una magnetizzazione detritica/deposizionale residua quando si forma per sedimentazione di minerali ferromagnetici in un composto fanghiglioso che poi diventa roccia. Mentre le prime due sono magnetizzazioni primarie, avvenute durante la formazione rocciosa, la magnetizzazione secondaria è successiva alla formazione della roccia: la magnetizzazione chimica residua è un insieme di processi diamagnetici e metamorfici che formano materiali suscettibili alla magnetizzazione.
Proprietà del campo magnetico terrestre è che essa è soggetta a continui cambi di polarità, secondo fenomeni di inversioni di polarità, per i quali il nord ed il sud magnetico si scambiano tra di loro. I periodi più lunghi senza inversioni di polarità definiscono le epoche magnetiche, durante le quali possono avvenire brevi inversioni del campo magnetico, detti eventi magnetici. Gli intervalli di polarità, ovvero quei periodi in cui il campo magnetico è prevalentemente inverso o normale, possono essere tracciati mediante la stratigrafia magnetica.