近一個世紀前，愛因斯坦認為，地球磁場的產生是物理學的主要謎團之一。自那以後，科學家們雖然解決了物理學的大部分問題，但地磁場依然十分複雜和難以解釋。
今天大多數科學家都相信，地磁場是地球內部液態鐵質流圍繞著地核中心旋轉產生的。地球的地核分內核、外核兩部分，外核由鐵、鎳組成的液態金屬組成，厚2200千米；內核也是由鐵、鎳組成，溫度很高，密度很大，呈固體狀態，半徑超過1200千米。外核圍繞內核旋轉就產生了地球的磁場。
近幾年來，國外一些科學家相繼建立了一些地球磁場模型，可以模擬外核液態金屬流圍繞內核旋轉運動產生的地磁場。第一個模型是1995年加利福尼亞大學的格拉茨邁爾和羅伯茨研製的。他們借助超級計算機，應用流體動力學、熱力學、電磁學的原理，考慮了重力、地球旋轉和鐵的特性，再現了鐵質流體流動，產生磁場，以及後者對前者的反作用。然而，這個模型以及後來的改進模型離現實仍然較遠。這是因為同地核中的鐵質流相比，這些模型使用的液態鐵質流太粘稠，而且傳導性差。原因是當時計算機的運算能力無法滿足要求，模型難以貼近地核內部的實際情況。
2002年，美國加州大學伯克利分校的科學家們通過運用三維模擬技術，已經可以比較準確地模仿出地球磁場詳細的構造情況了。負責此項研究的史蒂芬?賽特曼教授稱，他們的地球磁場模型與以往模型有很大的改進。它大量運用了三維模擬技術，這使得模型的構造更加精密，更加接近實際的情形。取得這個突破的主要原因是大容量、高速度計算機的出現，使科學家們有可能按照地核內部的實際情況進行模擬實驗。
賽特曼教授在解釋他的模型時稱，地球不停地自轉和公轉，帶動地球中心的外核圍繞內核運動，從而產生了磁場。通常這個磁場的磁北極、磁南極與地球的北極、南極相對應。有趣的是，受地球自轉的角度及速度的影響，地球的兩個磁極每25萬年左右就要對調一次。而他們的模型能夠準確地反映出地球磁場的這些情況。
當然，目前建立的地球磁場模型仍有其局限性，還不能夠完全形象地模擬地球磁場產生的詳細過程。因為地磁場本身是很複雜的，不同的地理位置有不同的磁場強度。科學家通過對1980年～2000年的地球磁場研究發現，地球磁場存在很大的地理差異：非洲、歐洲和大西洋的磁場變化非常大，而在亞洲、太平洋地區變化較小，變化最大的地區是非洲南端，在這個地區的磁場極性與正常的極性剛好相反。