眾所周知，地球是個大磁場，南磁極（S極）在地球的北端，北磁極（N極）在地球的南端。然而地球的磁極卻並非是亙古不變的。自地球誕生以來，它的南北磁極曾經發生過幾次轉變，科學家們把這種現象稱為“磁極倒轉”。
在1906年，法國科學家布容在對司巴夫中央山脈地區的熔岩進行考察時意外發現，那裏的岩石具有與現代磁場方向相反的磁性。這也使得人們懷疑地球的磁極並不是永恆不變的。
通過進一步的研究，科學家們發現：地球誕生以來，發生過多次磁極倒轉現象。僅在近450萬年裏，磁極倒轉的現象就發生過4次。更詳細的研究則證明，縱然在同一個時期裏，地磁場方向也並非一成不變，而是發生過一些歷時較短的極性變化。
科學家發現，即便是在更古老的年代裏，地球磁場的這種極性變化也有發生。從大約6億年前的前寒武紀末期到約5.4億年前的中寒武紀，是反向磁性為主的時期；從中寒武紀到約3.8億年前的中泥盆紀，是正向磁性為主的時期；中泥盆紀到約0.7億年前的白堊紀末，還是以正向極性為主；白堊紀末至今，則是以反向極性為主。
究竟是什麼原因促使地球的磁極發生掉轉的呢？
有人認為，這可能是地球被宇宙中的其他星體猛烈撞擊後的結果，因為猛烈的撞擊能促使地球的磁場“翻跟頭”；也有科學家指出，地磁場極性的變化與地球追隨太陽作環繞銀河系中心的運動有關。銀河系中心也存在一個磁場，它集中在銀道面（銀道所在的平面。天球上沿着銀河畫出的一個大圓稱為銀道，與銀河的中線非
常接近）上，並在銀道面上下呈相反的方向。當太陽環繞銀河系中心運行時，會在銀道面上下作波狀起伏運動。如此不斷往復，往復一次的時間約為0.77億年。
然而，此觀點並沒有得到廣泛的認同。1989年，美國科學家繆拉提出，氣候變化導致地磁極倒轉。繆拉的觀點也沒能獲得大多數研究者的贊同。一個事實是：三四百萬年前正是地球氣候比較温暖、比較穩定的時期，地磁極性為什麼也多次發生變化呢？
關於地球南北磁極掉轉的原因，至今仍然沒有答案。