Još uvijek ne postoji opće prihvaćena teorija o postanku tj. uzrocima Zemljinog magnetizma. Promjene položaja polova zajedno s promjenom jačine magnetskog polja ukazuju da se polje vjerojatno generira u vanjskoj jezgri, a ne u krutoj kori ili plaštu. Vjeruje se da ta strujanja stvaraju magnetsko polje, te je u tom slučaju jezgra električni vodič, što indirektno ukazuje na metalni sastav jezgre.

Pedesetih godina 20.stoljeća počelo se sve više spoznavati o promjenjivosti smjera magnetskih silnica tj. o geomagnetskoj reversnosti.
Danas se zna da magnetski polovi zamjenjuju mjesta. Za vrijeme normalne polarnosti ( koja je prisutna u naše doba) magnetske silnice izlaze u blizini južnog geografskog pola i vraćaju se u Zemlju u blizini sjevernog geografskog pola. Za vrijeme reversne polarnosti događa se obratno, magnetske silnice izlaze u blizini sjevernog geografskog pola i vraćaju se u Zemlju u blizini južnog geografskog pola.

Mnoge stijene u kori sadrže podatke o jačini i smjeru magnetskih silnica tj. o magnetskog polja u vrijeme njihovog formiranja. Većina magmatskih stijena sadrži mineral magnetit koji se, kada se temperatura magme ili lave spusti ispod Curiejeve točke, može magnetizirati, a samim time se njegove čestice orjentiraju u smjeru magnetskih silnica ukazujući na tadašnji položaj sjevernog magnetskog pola. Slično se događa kod taloženja čestica magnetita, ali i nekih drugih minerala željeza kao što je hematit, orjentiraju se u talogu u smjeru magmatskih silnica tako da i mnoge sedimentne stijene daju podatke o položaju magmatskih polova u vrijeme njihovog taloženja. Pri tome je važno utvrditi da stijene nisu pretrpjele metamorfozu pri kojoj bi došlo do porasta temperature iznad Curiejeve točke. Čestice željeznih minerala bi u tom slučaju izgubile svoj magnetizam te pri hlađenju dobile novi tj., orjentirale se prema magnetskom polju u doba njihova hlađenja.

UZROK I POSLJEDICE – danas se još uvijek ne zna zbog čega dolazi do promjene magnetskih polova u manje ili više pravilnim vremenskim periodima. Pretpostavlja se da se uzrok nalazi u promjeni smjera konvekcijskih strujanja u vanjskom dijelu jezgre.

Zemljino magnetsko polje smanjuje utjecaj Sunčevog zračenja. Osobito je važno da znatno smanjuje utjecaj smrtonosnog, ultraljubičastog zračenja. Smatra se da bi za vrijeme svake promjene polova taj magnetski štit oko Zemlje nestao, a na što ukazuje nestanak nekih i postanak, zbog mutacije, novih vrsta istovremeno s promjenom magnetskih polova.

Proteklih desetljeća su određivanja magnetskih polova rađena u stijenama različite starosti širom svijeta pa se razvila zasebna disciplina nazvana paleomagnetizam. Otkriveni su brojni periodi normalne i reversne polarnosti kroz geološku prošlost. Mnogo podataka o geomagnetskoj reversnosti je dobiveno iz slojeva lave u kojima je otkrivena direktno suprotna orijentacija magnetita. Takvi slojevi lave su osobito važni jer se mogla utvrditi njihova apsolutna starost. Na osnovu takvih brojnih podataka pretpostavlja se da se promjena položaja magnetskih polova događa u prosjeku oko svakih 500 000 godina. Tako je utvrđeno da današnja, normalna polarnost traje već oko 700 000 godina što je nešto više od prosjeka.

Paleomagnetska istraživanja su osim toga ukazala na drugačije međusobne položaje kontinenata kroz geološku prošlost pa su tako dala veliki doprinos razvoju teorije o tektonici ploča.

Jačina magnetskog polja nije svugdje jednaka na Zemljinoj površini. Kao i kod gravitacije, odstupanja od prosječne vrijednosti nazivaju se magnetskim anomalijama. Anomalije se utvrđuju instrumentom magnetometar. Magnetometar se može na kopnu prenositi vozilom ili vući brodom iznad morskog dna. Mjerenja se mogu obavljati i iz letjelica.

Geomagnetske anomalije utječu na mjerenje kompasom jer nastaje deklinacija tj. igla kompasa ne pokazuje smjer sjevernog magnetskog pola, nego je za određeni broj stupnjeva otklonjena prema istoku ili zapadu. Deklinacija na Zemljinoj površini jako varira. Linije koje prolaze kroz točke na površini Zemlje s istom deklinacijom zovu se izogone.

Za anomalije prisutne na širokom, regionalnom području se vjeruje da su uzrokovane promjenama u konvekcijskom strujanju vanjskog dijela jezgre. Anomalije na malim, lokalnim područjima mogu ukazivati na promjenu vrste stijena što je onda vezana za količinu minerala magnetita u stijeni i/ili na određenu geološku strukturu. Pozitivne magnetske anomalije pokazuju veću jačinu magnetskog polja,a negativne magnetske anomalije na nižu jačinu magnetskog polja od regionalnog prosjeka.