地磁场周期性的变更，其原因还不完全明白，在变更过程中，地磁场的极性本身会反转，以致南磁极和北磁极对换了位置。磁性反转对认识板块构造和大陆漂移非常有用，因为它们造成地壳中形成的正常磁场和反转磁场的条带；将这些条带作成图能够证明海底扩张和沿着转换断层的运动。已经发现自白垩纪以来，地磁场总共有130次反转。