Magnetische Kräfte werden durch die Bewegung elektrischer Ladungen erzeugt. Die Geschwindigkeit (in Betrag und Richtung), sowie die Größe (Betrag und Vorzeichen) der bewegten Ladungen bestimmen die Stärke und Richtung der magnetischen Kräfte. Die Entstehung und das Verhalten der Felder, die diesen Kräften zugrunde liegen, werden durch die Maxwellgleichungen beschrieben. Anders als beim elektrischen Feld gibt es beim Magnetfeld keine magnetische Ladung (magnetischer Monopol) als Quellen des Feldes. Das Magnetfeld ist also quellenfrei. In dem Gegensatz zu den Feldlinien elektrischer Felder, die an elektrischen Ladungen beginnen und enden können (in der Elektrostatik ist das sogar immer der Fall), sind magnetische Feldlinien also immer geschlossen.

Wenn sich Ladungsträger auf einer geschlossenen Bahn bewegen, zeigen die Feldlinien des Magnetfeldes in dem Inneren der Bahn alle in dieselbe Richtung. Das Ergebnis bezeichnet man magnetischen Dipol. Das Produkt aus Ladungsträgerstrom und von ihm umflossener Fläche bezeichnet man magnetisches Dipolmoment oder kurz magnetisches Moment. Die beiden Pole eines magnetischen Dipols werden auch Nordpol und Südpol genannt. Wenn ein magnetischer Dipol in ein Magnetfeld gebracht wird, strebt er danach, sich zu diesem Feld auszurichten. Dieser Effekt wird zu dem Beispiel beim magnetischen Kompass ausgenutzt, im sich die Kompassnadel, ein magnetischer Dipol, nachdem Erdmagnetfeld ausrichtet.

Von Paul A. M. Dirac stammte die Spekulation, es gäbe magnetische Monopole. Diese Spekulation hat vor allem den Vorteil, dass der Nachweis eines einzigen magnetischen Monopols erklären könnte, warum die elektrische Ladung immer ca. in ganzzahligen Vielfachen der Elementarladung auftritt. Trotz intensiver Bemühungen konnte bisher allerdings die Existenz eines solchen Teilchens nicht nachgewiesen werden.

Elementarteilchen besitzen ein jeweils charakteristischs Magnetisches Moment μ.

Magnetisches Moment μ einiger Elementarteilchen

Elementarteilchen	Nennung	μ / (JT - 1)
Elektron	μe
Myon	μμ
Proton	μp
Neutron	μN

Das magnetische Moment eines Atoms setzt sich zusammen aus dem Beitrag der Elektronenhülle (Hüllenmoment), und dem in dem allgemeinen viel schwächeren Kernbeitrag (Kernmoment).

Zum Hüllenmoment tragen das Bahnmoment, das mit dem Bahndrehimpuls der Elektronen verknüpft ist, und das durch den Elektronenspin bestimmte Spinmoment bei. Die Summe der magnetischen Momente der Elektronen einer voll gefüllten (Sub-)Schale ergibt jeweils null, sodass Atome, die keine teilgefüllten Schalen besitzen, kein permanentes Hüllenmoment aufweisen. In dem äußeren Magnetfeld wird jedoch ein magnetisches Moment induziert, das seiner Entstehung entgegenwirkt (abstoßende Kraft in dem inhomogenen Magnetfeld). Atome mit dieser Merkmal bezeichnet man diamagnetisch. Atome mit teilgefüllten Schalen weisen hingegen ein permamentes Hüllenmoment auf. Solche Atome heißen paramagnetisch. Auch wenn das Kernmoment sehr klein ist, lässt es sich nicht ca. nachweisen (NMR, "Nuclear Magnetic Resonance" = Kernmagnetische Resonanz), sondern auch praktisch anwenden (z.B. Kernspintomografie).

Beim Magnetismus von Festkörpern handelt es sich um ein kooperatives Phänomen . Selbst wenn die Bausteine (Atome, Ionen, (quasifreie Elektronen), aus denen der Festkörper aufgebaut ist, nichtverschwindende magnetische Momente tragen, weisen ca. wenige Materialien eine makroskopische Magnetisierung auf. In der Regel sind die elementaren magnetischen Momente so ausgerichtet, dass sie sich gegenseitig kompensieren. Der Grund dafür ist, dass die Valenzelektronen, die die magnetischen Merkmalen der Atome bestimmen, nun zur chemischen Bindung beitragen. Bei der Verteilung der Elektronen auf die neuen Bindungszustände wird die gegenseitige Orientierung der Elektronen durch die Austauschwechselwirkung bestimmt. Diese ist in der Regel für eine parallele Ausrichtung der magnetischen Momente energetisch ungünstig. Eine Ausnahme davon stellen z.B. die Übergangsmetalle Eisen, Nickel und Kobalt dar. Solche Stoffe bezeichnet man ferromagnetisch (von lat. ferrum, Eisen). Ab einer bestimmten Temperatur, der sog. Curie-Temperatur (nach Marie Curie, Nobelpreis Physik 1903, Chemie 1911), überwiegt die thermische Energie die Energie der Austauschwechselwirkung, und die ferromagnetische Ordnung wird aufgebrochen. Der Festkörper geht dann in die paramagnetische Phase über. Zu Domänen in dem Ferromagneten siehe auch Ferromagnetismus.

Die ferromagnetische Ordnung ist ein Spezialfall der magnetischen Ordnung. Neben dem ungeordneten Zustand gibt es noch andere Formen der magnetischen Ordnung, darunter Antiferromagnetismus und Spindichtewellen .

Eine graphische Darstellung des Austauschintegrals ist durch die Bethe-Slater-Kurve gegeben. In dieser graphischen Darstellung kann man erkennen, welche Stoffe ferromegnatisch, antiferromegnatisch oder paramagnetisch sind.

Eine konstante Bewegung von Ladungsträgern bewirkt ein magnetisches Feld das folgenden Regeln folgt:

• Für einen elektrischen Strom, der durch einen Draht fließt, lässt sich die Richtung des Magnetfelds mit Hilfe der "Rechte-Hand-Regel" bestimmen: Wenn die rechte Hand als Anschauungsmodell genommen wird, symbolisiert der Daumen die konventionelle/technische Stromrichtung (entgegen dem Elektronenfluss) und die übrigen Finger zeigen die Richtung an, in der das Magnetfeld den Draht umgibt.

• Für einen Kreisstrom gilt: wenn die Finger der rechten Hand in Richtung des Elektronenflusses gekrümmt sind, zeigt der Daumen in Richtung des magnetischen Nordpols.

• Eine andere Regel hierzu ist die so genannte Rechtsschraubenregel .

• Messung von magnetischen Feldern ist mit Hallsonden möglich.

In elektrischen Leitern, die sich durch ein magnetisches Feld bewegen, wird eine Spannung und gegebenenfalls ein Stromfluss induziert.

Zeitlich veränderliche Bewegung von Ladungsträgern resultiert in einer differenzialen Veränderung in dem elektrostatischen und magnetischen Feld ihrer Umgebung. Man spricht von elektromagnetischen Wellen wenn die Frequenz der Veränderung sich in gegebenen Medien ausbreitet. Licht (egal ob sichtbar oder unsichtbar) und Rundfunk sind die bekanntesten Formen dieses Prinzipes. Aber auch in der Metallverarbeitung (Induktionsöfen ) und zu dem Erhitzen von sogar nichtleitenden Substanzen kommt diese Form des Elektromagnetismus zur Anwendung (Mikrowellenherd).

Umgangssprachlich wird der Begriff Magnetismus auch für menschliche Verhaltensweisen gebraucht. Man spricht davon, dass jemand von einer Person oder Sache magnetisch angezogen wird.

Der Arzt Franz Anton Mesmer entwickelte eine Theorie, die 1784 von der französischen Akademie der Wissenschaften geprüft und verworfen wurde, nach der ein Fluidum , das Mesmer als Magnetismus animalis genannte, von Mensch zu Mensch übertragbar sei und bei der Hypnose und bestimmten Heilverfahren (Mesmersche Streichungen) eine Rolle spielen sollte.

Siehe auch: Durchflutung, Johann Ulrich Wirth, Elementarmagnet

• Mineralienatlas (Magnetismus) (http://www.mineralienatlas.de/phpwiki/index.php/Magnetismus)