De natuurkundige wetten van het universum schrijven voor dat tegengesteld geladen deeltjes door elkaar worden aangetrokken. Kinderen maken vaak al vroeg kennis met dit concept met magneten, stukjes metaal die positief of negatief geladen zijn. Kinderen zien deze magneten ofwel in elkaar klikken als ze van tegengestelde ladingen zijn, of elkaar afstoten als ze een lading delen. Een weg tot verhoog de kracht van een magneet is door er een elektromagneet van te maken.
Elektromagneten zijn gebaseerd op het fysieke fenomeen van de natuurkunde dat inductie wordt genoemd. Het proces van inductie zorgt ervoor dat elektrische velden magnetische velden produceren en magnetische velden elektrische velden. Dit fenomeen werd in 1831 gedocumenteerd door de natuurkundige Michael Faraday. Zijn experimenten probeerden te bewijzen dat een goed ontworpen apparaat elektriciteit zou kunnen produceren uit magnetische velden. Zijn ontdekking dat een roterend magnetisch veld binnen een elektrisch veld leidde tot de inverse eigenschap van inductie: dat het introduceren van een elektrisch veld in een magnetisch veld extra magnetisch zou produceren velden.
Een elektromagneet werkt door een krachtbron te gebruiken om een elektrisch veld in het bestaande magnetische veld te introduceren, dat een magneet van nature produceert. Door dit extra elektrische veld in het bestaande magnetische veld te introduceren, induceert het elektrische veld een extra magnetisch veld in het gebied rond de magneet. Deze twee magnetische velden combineren om de sterkte van de magneet effectief te vergroten om tegengesteld geladen magnetische krachten aan te trekken, of magneten en ladingen van dezelfde lading af te weren.
De sterkte van de elektromagneet die het resultaat is van het combineren van een magneet met het elektrische veld van een stroombron wordt bepaald door zowel de sterkte van de elektrische stroom dat een stroombron rond de magneet loopt als de bestaande sterkte van de magnetische veld. Terwijl de sterkte van het magnetische basisveld van de magneet een statische eigenschap van de magneet zelf is, kan iemand die aan een elektromagneet kan de sterkte van het geïnduceerde magnetische veld vergroten of verkleinen door de sterkte van de stroom van de krachtbron.
De wetenschappelijke term voor de lading die een magneet, of welk deeltje dan ook, draagt, wordt de polariteit van de magneet genoemd. Een positief geladen magneet heeft een positieve polariteit en een negatief geladen magneet heeft een negatieve polariteit. De eigenschappen van inductie dicteren dat de polariteit van een geïnduceerd magnetisch veld de polariteit zal delen van het magnetische veld waarvan de interactie met een elektrisch veld de inductie in de eerste plaats. Bijgevolg zal het creëren van een elektromagneet de sterkte van de basispolariteit van de magneet vergroten, niet de polariteit veranderen.