A világegyetem fizikai törvényei előírják, hogy az ellentétesen töltött részecskék vonzódnak egymáshoz. A gyermekeket gyakran korán megismertetik ezzel a koncepcióval pozitív vagy negatív töltésű mágnesekkel, fémdarabokkal. A gyerekek azt látják, hogy ezek a mágnesek vagy kattannak össze, ha ellentétes töltetekkel rendelkeznek, vagy taszítják egymást, ha osztoznak egy töltésben. Ennek egyik módja növelje a mágnes erejét azáltal, hogy elektromágnessé változtatja.
Az elektromágnesek a fizika fizikai jelenségén alapulnak, amelyet indukciónak hívnak. Az indukció folyamata az elektromos mezőket mágneses mezők és a mágneses mezők elektromos mezőket eredményezi. Ezt a jelenséget 1831-ben Michael Faraday fizikus dokumentálta. Kísérleteivel azt kívánta bizonyítani, hogy egy megfelelően kialakított készülék képes mágneses mezőkből villamos energiát előállítani. Felfedezése, hogy az elektromos mezőben egy forgó mágneses mező az inverz tulajdonságához vezetett indukció: hogy egy elektromos tér mágnesesbe történő bevitele további mágneseset eredményezne mezők.
Az elektromágnes egy áramforrás segítségével elektromos mezőt vezet be a meglévő mágneses mezőbe, amelyet a mágnes természetesen termel. Azáltal, hogy ezt a kiegészítő elektromos teret bevezeti a meglévő mágneses mezőbe, az elektromos mező további mágneses teret indukál a mágnes körüli területre. Ez a két mágneses mező együttesen hatékonyan növeli a mágnes erejét, hogy ellenkezően töltött mágneses erőket vonzzon magához, vagy taszítsa a mágneseket és az azonos töltésű töltéseket.
Meghatározzuk az elektromágnes erősségét, amely a mágnes és az áramforrás elektromos mezőjével való egyesítésből származik mind az elektromos áram erőssége, mind az áramforrás a mágnes körül fut, és a mágnes meglévő ereje terület. Míg a bázis mágneses mezőjének erőssége a mágnesből maga a mágnes statikus tulajdonsága, valaki bütyköl egy elektromágnes növelheti vagy csökkentheti az indukált mágneses tér erősségét azáltal, hogy növeli vagy csökkenti az áram erősségét a áramforrás.
A mágnes vagy annak bármely részecskéjét hordozó töltés tudományos kifejezését a mágnes polaritásának nevezzük. A pozitív töltésű mágnes pozitív, a negatív töltésű mágnes pedig negatív. Az indukció tulajdonságai azt diktálják, hogy az indukált mágneses tér polaritása megosztja a polaritást az a mágneses mező, amelynek elektromos mezővel való kölcsönhatása az elsőben indukciót generált hely. Következésképpen az elektromágnes létrehozása növeli a mágnes alappolaritásának erősségét, és nem változtatja meg a polaritást.