Οι φυσικοί νόμοι του σύμπαντος υπαγορεύουν ότι τα αντίθετα φορτισμένα σωματίδια έλκονται μεταξύ τους. Τα παιδιά συχνά εισάγονται σε αυτήν την ιδέα νωρίς με μαγνήτες, κομμάτια μετάλλου που είτε φορτίζονται θετικά είτε αρνητικά. Τα παιδιά βλέπουν αυτούς τους μαγνήτες είτε να κάνουν κλικ μαζί αν έχουν αντίθετες χρεώσεις, είτε απωθούν ο ένας τον άλλον εάν μοιράζονται μια φόρτιση. Ένας τρόπος για να αυξήστε τη δύναμη ενός μαγνήτη είναι μετατρέποντάς τον σε ηλεκτρομαγνήτη.
Οι ηλεκτρομαγνήτες βασίζονται στο φυσικό φαινόμενο της φυσικής που ονομάζεται επαγωγή. Η διαδικασία επαγωγής προκαλεί ηλεκτρικά πεδία για την παραγωγή μαγνητικών πεδίων και μαγνητικά πεδία για την παραγωγή ηλεκτρικών πεδίων. Αυτό το φαινόμενο τεκμηριώθηκε το 1831 από τον φυσικό Michael Faraday. Τα πειράματά του προσπάθησαν να αποδείξουν ότι μια κατάλληλα σχεδιασμένη συσκευή θα μπορούσε να παράγει ηλεκτρισμό από μαγνητικά πεδία. Η ανακάλυψή του ότι ένα περιστρεφόμενο μαγνητικό πεδίο μέσα σε ένα ηλεκτρικό πεδίο οδήγησε στην αντίστροφη ιδιότητα του επαγωγή: ότι η εισαγωγή ενός ηλεκτρικού πεδίου σε ένα μαγνητικό θα παράγει επιπλέον μαγνητικό πεδία.
Ένας ηλεκτρομαγνήτης λειτουργεί χρησιμοποιώντας μια πηγή ισχύος για να εισαγάγει ένα ηλεκτρικό πεδίο στο υπάρχον μαγνητικό πεδίο, το οποίο παράγει φυσικά ένας μαγνήτης. Με την εισαγωγή αυτού του πρόσθετου ηλεκτρικού πεδίου στο υπάρχον μαγνητικό πεδίο, το ηλεκτρικό πεδίο προκαλεί ένα επιπλέον μαγνητικό πεδίο στην περιοχή γύρω από τον μαγνήτη. Αυτά τα δύο μαγνητικά πεδία συνδυάζονται για να αυξήσουν αποτελεσματικά την αντοχή του μαγνήτη για να προσελκύσουν αντίθετα φορτισμένες μαγνητικές δυνάμεις σε αυτόν ή να απωθούν τους μαγνήτες και τα φορτία του ίδιου φορτίου.
Προσδιορίζεται η ισχύς του ηλεκτρομαγνήτη που προκύπτει από το συνδυασμό μαγνήτη με το ηλεκτρικό πεδίο από πηγή ισχύος τόσο από την ισχύ του ηλεκτρικού ρεύματος μια πηγή ισχύος διατρέχει τον μαγνήτη όσο και την υπάρχουσα ισχύ του μαγνητικού πεδίο. Ενώ η ισχύς του βασικού μαγνητικού πεδίου από τον μαγνήτη είναι μια στατική ιδιότητα του ίδιου του μαγνήτη, κάποιος παίζει με ένα Ο ηλεκτρομαγνήτης μπορεί να αυξήσει ή να μειώσει την ισχύ του επαγόμενου μαγνητικού πεδίου αυξάνοντας ή μειώνοντας την ένταση του ρεύματος από το πηγή ενέργειας.
Ο επιστημονικός όρος για το φορτίο ενός μαγνήτη ή οποιοδήποτε σωματίδιο για αυτό το θέμα φέρει ονομάζεται πολικότητα του μαγνήτη. Ένας θετικά φορτισμένος μαγνήτης έχει θετική πολικότητα και ένας αρνητικά φορτισμένος μαγνήτης έχει αρνητική πολικότητα. Οι ιδιότητες επαγωγής υπαγορεύουν ότι η πολικότητα ενός επαγόμενου μαγνητικού πεδίου θα μοιράζεται την πολικότητα του μαγνητικού πεδίου του οποίου η αλληλεπίδραση με ένα ηλεκτρικό πεδίο παρήγαγε την επαγωγή στο πρώτο θέση. Κατά συνέπεια, η δημιουργία ενός ηλεκτρομαγνήτη θα αυξήσει την ισχύ της πολικότητας της βάσης του μαγνήτη και όχι θα αλλάξει την πολικότητα.