除了偏振面的变化外，反射光的椭偏率也会受到表面磁化强度的影响。克尔旋转角一般在1°以下。磁光克尔效应由英国科学家J.克尔^[注]于1877年发现，这是继法拉第效应之后的第二个重要的磁光效应。按磁化强度和入射面的相对取向，磁光克尔效应可分极向克尔磁光效应、横向克尔磁光效应和纵向克尔磁光效应。对于极向克尔效应，磁化强度与介质表面垂直；对于纵向克尔效应，磁化强度平躺于介质表面，同时平行于光入射面；对于横向克尔效应，磁化强度平行于介质表面，但垂直于光入射面。极向和纵向克尔磁光旋转角都正比于样品的磁化强度，通常极向克尔效应大于纵向克尔效应。这两种克尔效应都在磁光存储技术中得到应用。横向克尔磁光效应实际上没有偏振面的旋转，只有反射率有微小的变化，其变化量正比于样品的磁化强度。1898年P.塞曼等证实了横向克尔磁光效应的存在。磁光克尔效应源于磁性材料介电张量中与磁化强度相关的非对角元，因此其物理基础与法拉第效应相同。

磁光克尔效应正比于样品磁化强度大小，因此可以用于磁性样品的磁滞回线测量。磁光克尔效应具有极高的探测灵敏度，可以用于测量单原子层样品的磁性，因此是表面磁性研究中的一个重要研究手段，在磁性超薄膜的磁有序、磁各向异性、层间耦合和磁性超薄膜的相变行为等研究中都有重要应用。磁光克尔效应具有原子单层磁性的探测灵敏度，因此在很多科研文献中常用表面磁光克尔效应来特指磁光克尔效应在表面磁学中的应用。

磁光克尔效应的另外一个重要应用是结合光学显微镜对铁磁材料的磁畴进行成像，横向分辨率可达光学极限（约200纳米）。当偏振光入射到样品表面，不同磁畴内磁化强度的不同取向使反射光产生方向、大小不同的偏振面旋转，而不同磁畴上的反射光经过检偏器后在探测器上呈现与磁畴对应的明暗不同区域。利用现代光学成像技术，不但可对磁畴进行静态高分辨测量，还能对磁畴进行动态研究。磁光克尔显微镜可以用于研究磁性材料中的微区磁性分布，以及有效测量材料中的磁畴和磁学参数分布。