近一个世纪前，爱因斯坦认为，地球磁场的产生是物理学的主要谜团之一。自那以后，科学家们虽然解决了物理学的大部分问题，但地磁场依然十分复杂和难以解释。
今天大多数科学家都相信，地磁场是地球内部液态铁质流围绕着地核中心旋转产生的。地球的地核分内核、外核两部分，外核由铁、镍组成的液态金属组成，厚2200千米；内核也是由铁、镍组成，温度很高，密度很大，呈固体状态，半径超过1200千米。外核围绕内核旋转就产生了地球的磁场。
近几年来，国外一些科学家相继建立了一些地球磁场模型，可以模拟外核液态金属流围绕内核旋转运动产生的地磁场。第一个模型是1995年加利福尼亚大学的格拉茨迈尔和罗伯茨研制的。他们借助超级计算机，应用流体动力学、热力学、电磁学的原理，考虑了重力、地球旋转和铁的特性，再现了铁质流体流动，产生磁场，以及后者对前者的反作用。然而，这个模型以及后来的改进模型离现实仍然较远。这是因为同地核中的铁质流相比，这些模型使用的液态铁质流太粘稠，而且传导性差。原因是当时计算机的运算能力无法满足要求，模型难以贴近地核内部的实际情况。
2002年，美国加州大学伯克利分校的科学家们通过运用三维模拟技术，已经可以比较准确地模仿出地球磁场详细的构造情况了。负责此项研究的史蒂芬?赛特曼教授称，他们的地球磁场模型与以往模型有很大的改进。它大量运用了三维模拟技术，这使得模型的构造更加精密，更加接近实际的情形。取得这个突破的主要原因是大容量、高速度计算机的出现，使科学家们有可能按照地核内部的实际情况进行模拟实验。
赛特曼教授在解释他的模型时称，地球不停地自转和公转，带动地球中心的外核围绕内核运动，从而产生了磁场。通常这个磁场的磁北极、磁南极与地球的北极、南极相对应。有趣的是，受地球自转的角度及速度的影响，地球的两个磁极每25万年左右就要对调一次。而他们的模型能够准确地反映出地球磁场的这些情况。
当然，目前建立的地球磁场模型仍有其局限性，还不能够完全形象地模拟地球磁场产生的详细过程。因为地磁场本身是很复杂的，不同的地理位置有不同的磁场强度。科学家通过对1980年～2000年的地球磁场研究发现，地球磁场存在很大的地理差异：非洲、欧洲和大西洋的磁场变化非常大，而在亚洲、太平洋地区变化较小，变化最大的地区是非洲南端，在这个地区的磁场极性与正常的极性刚好相反。