Zem je v skutočnosti obrovský magnet a podobne ako obyčajný magnet má dva magnetické póly. Zem obkolesuje gigantické magnetické pole, ktoré sa rozprestiera vo vesmíre oveľa ďalej ako atmosféra. Toto pole chráni Zem pred škodlivým slnečným žiarením. Niekedy sa častice zachytia v magnetickom poli Zeme, čo spôsobuje excitáciu atómov a molekúl v atmosfére a výsledkom je nádherný sveteľný úkaz nazývaný polárna žiara.
Nikto nevie naisto, čo je príčinou magnetického poľa Zeme. Vedci si myslia, že jeho príčinou je pohyb roztaveného vnútorného jadra Zeme. Dokazujú, že jej otáčanie vytvára elektrický prúd, ktorý produkuje magnetické pole. Astronómovia teraz vedia, že každé veľké rotujúce teleso, také ako planéta alebo hviezda, má magnetické pole.
Zem má dva druhy pólov, geografické a magnetické. Nachádzajú sa na tom istom mieste. Geografické póly – tie, čo sa zvyčajne ukazujú na mapách – sa nachádzajú na presne určených miestach, spojnicou ktorých je os, okolo ktorej sa otáča Zem. Magnetické póly dnes ležia vo vzdialenosti 1 600 km od geografických pólov, a ich spojnica zviera s osou otáčania Zeme uhol, ktorý sa nazýva magnetická deklinácia. Magnetické póly nie sú pevné. Stále sa pohybujú v rámci magnetickej deklinácie. Južný magnetický pól (na ktorý ukazuje kompas) sa v súčasnosti nachádza pri pobreží ostrova Ellef Ringnes v arktickej oblasti Kanady. Severný magnetický pól sa nachádza pri Adélie Coast v Antarktíde.
Obrovské magnetické pole Zeme sa rozprestiera ďaleko do vesmíru. Táto oblasť sa nazýva magnetosféra a obklopuje Zem ochranným štítom, odrážajúcim nepretržité bombardovanie škodlivým slnečným žiarením. Nabité častice slnečného žiarenia sa niekedy zachytia v magnetickom poli Zeme a po špirále padajú dole k pólom. Tieto častice narážajú do atómov a molekúl atmosféry, čím ich nútia žiariť rôznymi farbami, ktoré pulzujú na nočnej oblohe. Toto okázalé divadlo zvyčajne môžeme pozorovať iba v blízkosti pólov. Na severnej pologuli sa tento jav nazýva aurora borealis alebo polárna žiara. Ten istý efekt sa na južnej pologuli nazýva aurora australis alebo južný oheň. Kompas má zmagnetizovanú ihlu (magnetku), ktorá sa voľne otáča dokola. Ukazuje na južný magnetický pól, ktorý však nie je úplne totožný so severným geografickým pólom. Kompas však nemôže ukazovať nadol, tak ako potom vedci, piloti alebo výskumníci môžu vedieť, kedy sa nachádzajú priamo nad pólom? Používajú prístroj, nazývaný inklinačná magnetka. Je to v skutočnosti kompas, položený nabok.