Nam châm là một vật thể hoặc vật liệu có thể tạo ra từ trường riêng. Từ trường đó tạo ra đặc tính của nam châm để hút hoặc đẩy các nam châm khác và kéo các vật thể sắt từ , giống như sắt. Các electron là nguyên nhân đằng sau việc tạo ra từ trường và từ tính. Trong nam châm vĩnh cửu, sự quay của các electron tạo ra từ tính.
Trong hầu hết các vật liệu, sự sắp xếp của các nguyên tử sao cho các electron hủy bỏ hướng từ của nhau. Trong cấu tạo nguyên tử của các chất sắt từ, các vùng được gọi là miền được hình thành bởi các nhóm nguyên tử nhỏ hơn. Trong các miền, hướng từ của tất cả các electron là như nhau. Nếu các miền trong một vật thể hoặc vật liệu được căn chỉnh theo một hướng, nó sẽ trở thành một nam châm.
Ở nhiệt độ phòng, chỉ có bốn nguyên tố là sắt từ: coban, gadolinit, sắt và niken. Dysprosi là một nguyên tố chỉ có tính sắt từ ở nhiệt độ thấp. Trong nam châm điện, chuyển động của các electron qua vật liệu dẫn điện là nguyên nhân tạo ra từ trường.
Mỗi nam châm có hai cực: cực bắc và cực nam. Các đường sức bắt đầu từ cực bắc của nam châm và kết thúc ở cực nam được sử dụng để biểu diễn từ trường của nam châm đó.
