هزار سال پیش از اختراع قطب‌نمای مغناطیسی در سده‌های میانه ، چینی‌ها و یونانیان با ویژگی‌های مغناطیسی سنگ‌های آهن‌ربا آشنا شده بودند. بخش اصلی نخستین قطب‌نما را قطعه‌‌ درازی از آهن‌ربای طبیعی تشکیل می‌داد. سپس آدمی دریافت که با مالش دادن یک سوزن آهنی به آهن‌‌ربای طبیعی ، می‌توان نوعی آهن‌ربای ساختگی بدست آورد و از آن در ساختمان قطب‌نما بهره گرفت. در سال 1600 میلادی، ویلیام گیلبرت از ویژگی‌های مغناطیسی زمین سخن به میان آورد.

پیش از آن ، رابرت ناتمن ، دریافته بود که اگر یک سوزن آهن‌ربا شده را با نخ آویزان کند، سوزن در راستای شمال و جنوب آرایش می‌یابد. البته ، وضع قرارگیری آن افقی نیست، بلکه آن انتهای سوزن که به سوی شمال قرار می‌گیرد، به سوی پایین گرایش دارد. برای مثال ، در لندن انحراف سوزن از حالت افقی نزدیک 70 درجه است. گیلبرت این انحراف را ناشی از تاثیر ویژگی‌های مغناطیسی زمین می‌دانست. او باور داشت که زمین همانند یک‌ آهن‌ربای کروی است و میدان مغناطیسی آن در استوا ، حالت افقی و در قطب‌ها ، حالت عمودی دارد. امروزه می‌دانیم این میدان بین قطب و استوا دارای زاویه انحرافی است که با افزایش عرض جغرافیایی ، افزایش می‌یابد.

بنابراین، آن انتهای سوزن آهن‌ربا شده که به سوی شمال قرار می‌گیرد، در نیم‌کره شمالی به سوی شمال و پایین ، در استوا به سوی شمال و به حالت افقی و در نیم‌کره‌ جنوبی به سوی شمال و بالا آرایش می‌یابد. در مورد آن انتهای سوزن که به سوی جنوب قرار می‌گیرد، وضعیت واژگون است. تا سال‌های اخیر ، آدمی خود را تنها جانداری می‌دانست که برای جهت‌یابی از مغناطیس بهره می‌گیرد. اما در چند سال گذشته ، ذره‌های آهن‌ربا در جاندارن گوناگونی کشف شده است. باکتری‌ها ، نرم تنان دریایی ، زنبورهای عسل ، پروانه‌ها ، کبوترهای خانگی و دلفین‌ها ، از جاندارانی هستند که پیش از روشن شدن ویژگی‌های مغناطیس برای آدمی ، از این پدیده بهره می‌گرفته‌اند.