Os navegadores antigos achavam a sua rota nos oceanos usando uma rocha especial que era influenciada pelo invisível (e na altura desconhecido) campo magnético da Terra. A pedra-ferro era uma rocha que, hoje, se sabe composta por óxidos de ferro, que têm propriedades magnéticas. Na altura, os navegadores suspendiam um bocado de pedra-ferro, de modo a esta rodar livremente e repararam que ela se orientava sempre segundo a mesma posição em relação ao pólo norte geográfico. Para tal faziam uma marca na parte da pedra que buscava o norte - estava assim descoberta a bússola. Foi em 1600 que William Gilbert examinou ao pormenor a pedra-ferro, tendo concluído que a Terra tem um campo magnético próprio, semelhante a um íman gigantesco (na realidade não existe qualquer íman). O íman hipotético está orientado com o seu pólo sul apontando o pólo norte magnético, arranjo este necessário à obtenção das linhas de força magnética que fazem girar, para norte, os pólos norte das agulhas das bússolas. As direções e os sentidos do campo são representados pelas setas nas linhas de força.
O campo magnético num ponto qualquer é definido por duas grandezas: a direção de campo e a intensidade de campo. A intensidade do campo magnético diminui com o aumento da distância aos pólos magnéticos (na figura anterior as linhas estão mais próximas perto dos pólos - maior intensidade; e afastam-se com a distância aos pólos - menor intensidade). Em teoria, em todos os pontos da superfície terrestre a igual distância do pólo norte magnético, a intensidade do campo magnético deveria ser a mesma e o ângulo de inclinação deveria ser o mesmo. Na figura ao lado, a seta (inclinada) representa um vector com o seu comprimento proporcional à intensidade do campo. A posição do vector no espaço é definida por dois ângulos: O ângulo de declinação (theta W) que o referencia no sistema de coordenadas da Terra, e o ângulo de inclinação (alpha N), que fixa o vector no espaço em relação ao plano horizontal.
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