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磁场是空间中存在的一种特殊的物理场。它是一个矢量场，既有大小又有方向。我们可以用磁感线来形象地描述磁场的分布。磁感线从磁铁的北极出发，指向南极，形成闭合的曲线。磁感线的方向表示该点磁场的方向，磁感线的密度则反映磁场的强弱。磁感线永远不会相交，这体现了磁场方向的唯一性。
当电流通过导线时，会在导线周围产生磁场。根据安培定律，直导线产生的磁场呈同心圆分布，圆心在导线上。磁场的方向可以用右手定则确定：将右手拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是磁感线的方向。磁场强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。
螺线管是由导线绕制成螺旋状的线圈。当电流通过螺线管时，会产生类似条形磁铁的磁场。螺线管内部的磁场是均匀的，磁感线平行且方向一致。外部的磁场则类似于条形磁铁，从一端的N极出发，经过外部空间到达另一端的S极。螺线管的极性可以通过右手定则确定：四指沿电流方向弯曲，拇指指向的一端为N极。
安培定律是电磁学中的一个重要定律，它建立了磁场与电流之间的定量关系。该定律表述为：沿任意闭合路径的磁感应强度的线积分，等于真空磁导率乘以该路径所包围的净电流。这个定律不仅具有深刻的理论意义，在实际应用中也非常重要，比如计算具有对称性的电流分布产生的磁场，设计电磁铁、变压器，以及分析电机和发电机的工作原理等。
地球本身就是一个巨大的磁体，具有自己的磁场。地球的磁北极实际上位于地理南极附近，磁南极位于地理北极附近。地球的磁轴与地理轴之间有大约11度的偏角。地球磁场强度在地表约为25到65微特斯拉。地球磁场对我们的生活具有重要影响：它保护地球免受太阳风和宇宙射线的侵害，同时也是指南针能够工作的基础。许多动物，如候鸟和海龟，也依靠地球磁场进行导航。
永磁体能够产生持久稳定的磁场，这种现象可以用磁畴理论来解释。在微观层面，每个原子都具有磁矩，这主要来源于电子的自旋和轨道运动。在未磁化的材料中，原子磁矩会形成许多小的磁畴，每个磁畴内部的磁矩方向一致，但不同磁畴之间的方向是随机的，因此整体上不显示磁性。当材料被外磁场磁化后，各个磁畴的磁矩会趋向于同一方向排列，从而产生宏观的净磁场。这种有序排列在外磁场撤除后仍能保持，形成永磁体。
1820年，丹麦物理学家奥斯特在一次实验中偶然发现，当电流通过导线时，附近的磁针会发生偏转。这个重要发现揭示了电流具有磁效应，建立了电与磁之间的联系。根据安培定律，载流导线周围会产生磁场，磁场的强度与电流大小成正比，与到导线的距离成反比。磁场的方向可以用右手定则来确定：将右手拇指指向电流方向，四指弯曲的方向就是磁感线的方向。这种磁场呈同心圆分布，圆心在导线上。
不同几何形状的载流导线会产生不同分布的磁场。毕奥-萨伐尔定律描述了电流元产生磁场的基本规律。对于直导线，磁场呈同心圆分布，磁场强度与电流成正比，与距离成反比。圆形线圈在其轴线上产生相对均匀的磁场，线圈中心的磁场最强。螺线管是多个圆形线圈的组合，其内部产生非常均匀的磁场，外部磁场类似于条形磁铁。这些不同的磁场分布在电磁设备的设计中有着重要的应用价值。
麦克斯韦在研究电磁学时发现，不仅电流能产生磁场，变化的电场同样也能产生磁场。这一发现完善了安培定律，引入了位移电流的概念。当电容器充放电时，虽然极板间没有真正的电流通过，但变化的电场会在周围空间产生磁场，就好像有一个等效的电流存在一样。位移电流密度与电场的变化率成正比。这一理论不仅统一了电学和磁学，还预言了电磁波的存在，为现代无线通信技术奠定了理论基础。