磁暴可分为三个发展阶段。磁暴开始时在全球各经度上地磁场水平分量增加，在1至数小时内大体保持不变，叫磁暴初相。初相结束后地磁场水平分量突然下降，半小时至数小时内下降到极小值，称为磁暴主相。此后，地磁场水平分量开始回升，称为恢复相。太阳日冕物质抛射事件在行星际空间形成磁云。磁云压缩磁层，造成磁场水平分量明显增加，产生磁暴初相。当地球附近磁云磁场为南向且维持数小时后，太阳风向磁层输入的能量显著增加，等离子体片中的离子受到加速并注入内磁层，环电流增强，产生磁暴主相。行星际磁场恢复北向后，环电流减弱，地磁场逐渐恢复，这就是恢复相。 

磁暴是最严重的空间灾害天气。磁暴期间同步高度附近辐射带高能电子通量突增，可引起卫星内部深层充电，导致卫星失效。地磁场的剧烈扰动可使地面高压输电系统和输油管道受到损坏。磁暴还引发电离层暴，导致通信中断。 

磁暴机制是磁层物理研究的重要课题。磁暴强环电流增强主要起因于氧离子（O⁺）剧增。氧离子的起源和加速已成为发展磁暴理论的关键问题。