地理极是人们假想的穿过地心的地球旋转轴与地球表面相交的两个点，地理北极是地球旋转轴的北端，地理南极是地球旋转轴的南端。地磁极的概念有实测的和理论的两种不同的思路。实测的地磁极是地球表面上水平磁场分量为零、磁倾角为±90°的点，即地球表面上地磁场是垂向的位置，北磁极和南磁极未必是正相对的，由于它们是由磁倾角的实际观测决定的，故又称为地磁倾极。理论的地磁极是根据以国际地磁参考场为代表的全球地磁场模型。

指南针北极指向的地磁极点是地磁南极，指南针南极指向的地磁极点是地磁北极。两种极点在地球的地理方位上是相反的。不过，为了沿用地理学上的称呼习惯，人们把指南针北极指向的地磁南极称作北磁极，意为位于北方的地磁极点，把指南针南极指向的地磁北极，称作南磁极，意为位于南方的地磁极点（图1）。但值得注意的是，地磁两极与地理两极是并不重合的。宋代科学家沈括最早发现了磁针所指的方向并不是真正的南北方向。1831年6月1日，英国科学家J.C.罗斯（James Clark Ross，1800～1862）在距地理北极千里之遥的加拿大北部第一次找到了北磁极，10年后他又找到了南磁极，首先准确地证实了地磁两极与地理两极互不吻合的事实。

图1　地理极与地磁极位置示意图

实测地磁极的位置可通过全球地磁场等倾角图确定。从全球磁倾角等值线图（图2）上可以看出，零倾线在地理赤道附近，称为磁赤道，但不是一条直线。由磁赤道向北，磁倾角为正（红色区），在北极附近有一点I=90º，称为北磁极；磁赤道以南，磁倾角为负（蓝色区），有类似的变化特征，有一个南磁极。磁南北两极的位置也随时间变化，在地球表面上的位置不是正相对的。

图2　全球地磁场磁倾角（I）等值线图（2020）

理论的地磁极位置可利用国际地磁参考场计算得到。根据最新的第12代国际地磁参考场计算得到的地磁极的位置为北纬80.65°、西经73.17°和南纬80.65°、东经106.83°，且地磁轴与地球自转轴的交角约为10°。下表给出了自1900年以来根据第12代国际地磁参考场计算得到的地磁倾极和地磁极的位置。由于非偶极子磁场的存在，地磁倾极与地磁极并不互相重合。

地磁两极一直在不断地变化着，大体上可以分为长期变化、短期变化和磁极反转三种。从长期变化来看，地磁极主要是沿着地理极的周围地区做缓慢迁移。造成磁极长期变化的原因，是地球内部物质的运动。物理学家埃尔萨塞认为地球地核物质是由铁镍等元素组成，是一个优良的导体。地球内核为固体，外核为液体。随着地球的自转，造成外核环绕内核呈东西向的慢涡流，这些慢涡流产生一定的电流，电流伴随着慢涡流呈环流运动，产生一定的磁场。地球不停地自转，液态的外核慢涡流不停地运动，地球磁场就会得以保持，并大大地加强起来。又由于地球外核内部物质运动均衡与不均衡地变化，引起环流电场的变化，势必导致地球磁场的变化，表现为地磁极的缓慢迁移。从短期变化来看，磁极与整个地球磁场呈现周期性的太阳日变化、太阴日变化和一年内的季节变化，以及非周期性的磁暴等，造成地磁极与地磁场短期变化的原因是地球受到地球外部天体运动的影响。从磁极反转来看，地球本身就像一根磁棒，地质历史上曾发生过无数次的磁极反转现象，原来的北磁极变化成后来的南磁极，再后来又变回为北磁极。当岩浆喷出地表凝固成新的岩石时，当时地磁场的方向便被永久地记录在岩石中。现在通过对大陆各个地质时期岩石中古地磁的研究，人们可以清楚地看到在过去的450万年间，磁极反转已经发生过三次，每次都要经历几千年的时间。