地学界一般定义灵敏度达到纳特级（0.001纳特～10纳特）、量程达到100 000纳特的专门用于测量地球磁场强度的仪器为磁力仪。

地磁场同地电场、重力场一样，是地球的三大物理场。地磁场是地球系统中少数几个将日、地、大气、生物连为一体的物理场之一，地磁活动与太阳活动、大气层和生物圈之间存在很强的联系，地磁活动特征可作为太阳-天气关系的“指示器”。为了研究空间天气（例如磁暴）、地球内部动力学、地磁场起源、地磁场倒转等，需要采用磁力仪来获取地磁数据。

磁力仪根据准确度可分为绝对磁力仪和相对磁力仪。绝对磁力仪测定值的准确度由仪器本身的某些物理常数确定；相对磁力仪测定值的准确度通过与绝对磁力仪比测后确定。磁力仪根据工作方式又可分为机械式磁力仪和电子式磁力仪，机械式磁力仪利用力学效应进行测量，如石英丝水平强度磁力仪等；电子式磁力仪利用磁场的电子效应进行地磁测量，如质子旋进磁力仪等。

某种程度上，磁力仪的发展历史就是地磁测量和研究的历史。磁力仪的发展经历了3个阶段。第一阶段为机械式磁力仪，其测量原理基于力学、光学原理等，代表仪器有刃口式磁力仪、悬丝式磁力仪，其优点是能满足当时的测量要求，缺点是测量周期长、采样率较低、仪器体积较大、不适于野外测量。第二阶段为电子式磁力仪，其测量原理包括基于“软”磁材料磁化的非线性现象及质子极化现象，代表仪器有磁通门磁力仪、质子旋进磁力仪，其优点是高精度、实时的数据采集、采样率高，缺点是功耗大、响应速度慢、价格昂贵。第三阶段为现代磁力仪，其测量原理包括基于光泵原理、激光及超导等，代表仪器有Overhauser磁力仪、DI磁通门磁力仪，其优点是高精度、低功耗、高采样率、体积小。小型化，智能化，全天候的数字化磁力仪将是今后的发展方向，将会承担起高空、海底、宇宙、沙漠等地区以及医学、生物等领域的高难度测量任务。中国国产磁力仪整体水平与先进国家相比，差距还很大，主要表现为仪器测量精度偏低、可靠性差、研究与开发的投入较少，过于依赖国外技术等。

一般分为地磁台站测量和野外测量。地磁台站通常使用三分量磁通门磁力仪、质子旋进磁力仪以及磁通门磁力仪，这些仪器精度可达0.1纳特。野外地磁测量通常使用DI磁通门磁力仪、Overhauser质子旋进磁力仪以及光泵磁力仪等，这些仪器具有功耗小、采样率高、便于携带等优点。

以岩矿石的磁性特征为基础，测量地磁场3个正交分量，径向探测范围大，是探测磁性矿体的一种有效手段，特别为地球深部矿产资源的勘查（一般惯例用于地下未知物）和评估提供科学依据。

利用船只携带磁力仪在海上进行地磁测量，在探测水下潜艇、未爆炸武器、磁性障碍物等海洋工程测量和军事测量应用中起着至关重要的作用。拖拽式质子旋进磁力仪用于海上地磁场总强度的测量，质子旋进磁力仪还可安置在海底直接测量地磁场。

用飞机携带磁力仪在空中进行地磁测量。可以将传感器悬吊在机身以下数十米进行测量，也可以在机身内采用补偿方法抵消机身磁场的影响来测量。航空地磁测量分为两种类型：一种是用核旋仪或光泵磁力仪进行地磁总强度标量测量，另一种是用分量质子旋进磁力仪或磁通门测量地磁分量。主要用于金属矿产远景区内勘查程度较高的已知矿区及其外围、重点找矿靶区、地形复杂且地面勘查较为困难区域，也可以用于新发现矿区获取磁测数据和资料。

可以获取高质量、全球覆盖的磁测数据，进行全天候、全天时、不间断测量，从而进行地磁场演变及空间电流运动规律等一系列科学研究。世界上最早的磁测卫星是苏联1958年发射的人造地球卫星-3(Sputnik-3)和美国1959年发射的先锋-3（Vanguard-3）。美国于1979年10月发射的Magsat卫星是第一颗进行全球范围高精度矢量地磁测量的卫星，使用磁通门磁力仪测量地磁场三分量，观测精度为3纳特，使用铯光泵磁力仪测量地磁场总强度，观测精度为1.5纳特。丹麦于1999年2月发射的Oersted卫星装有Overhauser质子旋进磁力仪，其精度优于0.5nT，紧凑型球型线圈（compact spherical coil，CSC）磁通门磁力仪，其分辨率可达0.1纳特，其首要目标是对地球磁场准确绘图。德国于2000年7月发射的CHAMP卫星，装有Overhauser质子旋进磁力仪，其精度优于0.5纳特，CSC磁通门磁力仪，其目的是用于改进地磁场模型。阿根廷于2000年11月发射的SAC-C卫星，利用氦光泵磁力仪测量总场强度，利用三轴磁通门磁力仪测量地磁场矢量。中国首颗电磁监测试验卫星（张衡一号）搭载感应式磁力仪，2018年2月2日15时51分在酒泉卫星中心发射成功，首次具备全疆域和全球三维地球物理场动态监测能力。