แม่เหล็กเป็นหนึ่งในวัสดุที่มีประโยชน์ที่สุดที่ค้นพบและเป็นแหล่งที่มาของความมหัศจรรย์และความบันเทิงมากมาย นับตั้งแต่การค้นพบของพวกเขาเมื่อหลายพันปีก่อน ผู้คนพบว่ามีการใช้แม่เหล็กในอุปกรณ์ทุกประเภท ตั้งแต่เข็มทิศจนถึงประตูตู้ คนส่วนใหญ่พบเจอแม่เหล็กทุกวัน แต่หลายคนก็ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่ามันทำงานอย่างไร
โลหะเหล็กหมายถึงโลหะใด ๆ ที่มีธาตุเหล็ก โลหะเหล็กเป็นเรื่องธรรมดามากเนื่องจากการใช้เหล็กอย่างหนักในโลหะผสมส่วนใหญ่ โลหะเหล็กมีปริมาณธาตุเหล็กมากพอที่จะสร้างโดเมนที่เพียงพอสำหรับสนามแม่เหล็กที่จะกระทำและดึงดูด วัสดุเหล็กเป็นวัตถุชนิดเดียวที่ดึงดูดสนามแม่เหล็ก
โดเมนเป็นเหตุผลหลักที่แม่เหล็กทำงานเฉพาะกับวัสดุที่เป็นเหล็กเท่านั้น โดเมนคือสนามแม่เหล็กแต่ละอันขนาดเล็กที่ล้อมรอบกลุ่มของโมเลกุลเหล็ก แต่ละโดเมนมีการจัดตำแหน่งขั้วของตัวเองและเส้นขั้วของแต่ละโดเมนสามารถหันหน้าไปในทิศทางที่แตกต่างจากส่วนที่เหลือของโมเลกุลโดยรอบ ลำดับที่มีสัญญาณรบกวนของโดเมนเหล่านี้เป็นสาเหตุที่ทำให้เหล็กในและในตัวของมันเองไม่ได้เป็นแม่เหล็ก แต่สามารถกระทำได้โดยแม่เหล็กอื่น ๆ โดเมนพบได้ตามธรรมชาติในโลหะเหล็กและสามารถสร้างได้ชั่วคราวโดยกระแสไฟฟ้าที่ไหล
สนามแม่เหล็กถูกสร้างขึ้นเมื่อจำนวนโดเมนแต่ละโดเมนเรียงกันผ่านแรงภายนอก โดเมนสามารถเรียงต่อกันได้จากการสัมผัสกับกระแสไฟฟ้าหรือแม้กระทั่งการเคลื่อนไหวทางกายภาพกับวัตถุแม่เหล็กอื่น วัตถุที่เป็นเหล็กจะดึงดูดสนามแม่เหล็กเมื่อแต่ละโดเมนอยู่ในแนวเดียวกันกับสนามไฟฟ้า เป็นไปได้ที่จะดึงดูดวัตถุที่เป็นเหล็กส่วนใหญ่โดยการถูกับแม่เหล็กซ้ำๆ เมื่อโดเมนของโมเลกุลเหล็กอยู่ในแนวเดียวกันและหันไปทางขั้วเดียวกัน การที่พวกมันพร้อมเพรียงกันจะสร้างสนามแม่เหล็กในตัวของมันเองที่สามารถกระทำกับวัสดุเหล็กอื่นๆ
แม่เหล็กธรรมชาติคือสิ่งที่นำไปสู่การค้นพบแม่เหล็กดั้งเดิม แมกนีไทต์เป็นโลหะที่พบได้บ่อยที่สุดชนิดหนึ่งซึ่งถือเป็นแม่เหล็กธรรมชาติ แมกนีไทต์เป็นโลหะที่มีโครงสร้างอะตอมถูกทำให้เป็นแม่เหล็กได้ง่ายโดยเพียงแค่สัมผัสกับวัตถุที่เป็นโลหะอื่นๆ ชาวไวกิ้งและชาวจีนใช้แมกนีไทต์ในวงเวียนแรก
แม่เหล็กไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยใช้กระแสไฟฟ้าผ่านโลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าทำให้เกิดการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของอิเล็กตรอน ซึ่งทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้กระแสไฟฟ้าผ่านโลหะใดๆ รวมทั้งโลหะที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าที่ไม่ใช่เหล็ก