Dünyanın manyetik alanı (jeomanyetik alan), Dünya’yı çevreleyen manyetik alan çizgilerinden oluşan muazzam bir görünmez kalkandır. Manyetik alan, Dünya’yı Güneş’ten gelen yüklü parçacıklardan (güneş rüzgarı) korur. Manyetik alan, Dünya’nın sıvı dış çekirdeğinden manyetosferin dış sınırlarına kadar uzanır. Alan, Dünya’nın demir ve nikelden oluşan iç sıvı dış çekirdeğinin konvektif hareketinden kaynaklanan elektrik akımları tarafından üretilir (dinamo etkisi). Manyetik kuzey kutbu, Dünya’nın dönme ekseninden 11º uzaklaşır. Binlerce yıllık zaman aralıklarında, Dünya’nın manyetik alanı kutuplarını tersine çevirir. Kuzey kutbu güney olur ve güney kutbu kuzey olur.
Manyetik alan, gezegenin sıvı dış çekirdeğinden kaynaklanır. Bu alanın, dış çekirdeği oluşturan demir ve nikelin konvektif hareketleriyle üretilen elektrik akımlarının sonucu olduğuna inanılmaktadır. Konvektif hareketlerle manyetik alanın oluşumu dinamo etkisi olarak bilinir. Dinamo etkisi, Dünya’nın dış sıvı çekirdeğinde meydana gelen demir ve nikelin konvektif hareketlerini elektromanyetik enerjiye dönüştürür. Çekirdeği demir ve nikelden oluşan Venüs gezegeni, daha yavaş dönüşünden dolayı (243 gün) bir manyetik alana sahip olmadığı için, Dünya’nın dönüşünün Dünya’nın manyetik alanının oluşumuna katkıda bulunduğu düşünülmektedir.
Dünyanın manyetik alanı değişir ve manyetik kutupların konumu zamanla tersine döner. Her birkaç bin yılda bir, Dünya’nın manyetik alanı yoğunluğu değiştirir ve ters döner. Dünyanın manyetik alanı, değişen normal kutupluluk ve ters kutupluluk dönemlerine sahiptir. Normal ve ters kutupluluk dönemlerine ¨kronlar¨ denir. Kronlar 0,1 ile 1 milyon yıl arasında bir zaman aralığına ve ortalama 450.000 yıllık bir zaman aralığına sahiptir. Manyetik alan tersine çevrilmesinin 1.000-10.000 yıl arasında meydana geldiği tahmin edilmektedir. En son tersine dönüş 780.000 yıl önce gerçekleşti; ancak yakın zamanda yapılan bir araştırma, 41.000 yıl önce son buzul döneminde bir tersine dönüşün gerçekleşmiş olabileceğini ortaya koydu.
Manyetik kutupların ters çevrilmesi, paleomanyetistlerin kıtaların geçmişteki hareketini hesaplamasına izin verir. Genç kayalar üzerinde yapılan araştırmalar, Dünya’nın manyetik kutuplarının yüz binlerce yıllık periyotlarda döndüğünü ortaya çıkardı. Normalde, manyetik kutuplar Dünya’nın güney ve kuzey kutuplarıyla çakışır. Bu tesadüf, kuzey ve güney kutuplarına göre kaya oluşumu sırasında antik kayalardaki kalıntı manyetizmanın yönünü tahmin etmek için kullanılır. Antik kayalardaki kalıntı manyetizmanın incelenmesi, kayanın manyetize olduğu sırada direğe göre kayanın yönünü ve mesafesini tahmin eden manyetik eğim ve sapmayı ortaya çıkarabilir.
Dünyanın manyetosferi, Dünya’nın manyetik alanı ile güneş rüzgarı arasındaki etkileşim nedeniyle oluşur. Dünyanın manyetosferi, Dünya’nın 63.731 km (39.123 mil) yarıçapının yaklaşık 10 katına kadar uzaya uzanır. Dünyanın manyetosferi, gezegeni güneşin güneş rüzgarından (çok yüksek yüklü parçacıklar) korur. Dünyanın manyetik alanı, gün ışığı alan tarafında güneş rüzgarı tarafından yaklaşık 65.000 km (40.000 mil) mesafeye kadar sıkıştırılır. Dünyanın manyetik alanının gece tarafında, yüklü parçacıkların akışı 6 milyon km’den (7.20.000 mil) fazla uzanan bir manyetokuyruk üretir. Dünyanın manyetik alanı, dünyadaki yaşam formlarına çeşitli şekillerde yardımcı olur. Manyetik alan, Dünya’yı Güneş’ten gelen zararlı yüklü parçacıklardan korur ve ayrıca bazı hayvanların göç modeline yardımcı olur. Kuşların, göç sırasında büyük mesafeler kat etmek için Dünya’nın manyetik alanını kullandıkları bilinmektedir. Kaplumbağaların navigasyonda manyetik alanın hem yönünü hem de yoğunluğunu kullandığına inanılıyor. NASA’ya göre, Dünya’nın manyetik alanı yılda ortalama 10 km (6,2 mil) hızla hareket etmektedir; üstelik manyetik alan 19. yüzyıldan beri %10 oranında zayıflamıştır.
