William Gilbert là người đầu tiên nghiên cứu chuyển động của kim la bàn và kết luận chính xác rằng Trái đất là một hành tinh từ tính với các cực từ tương ứng với các cực Bắc và Nam địa lý của nó. Ông đã xuất bản một cuốn sách có tựa đề "De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure", tổng hợp tất cả thông tin đã biết về từ tính dựa trên công trình của ông và công trình của các nhà khoa học trước ông.
William Gilbert bác bỏ một số lý thuyết về cách các kim la bàn được cho là hoạt động. Một giả thuyết cho rằng kim chỉ về phía sao cực. Một giả thuyết khác cho rằng những ngọn núi ở vùng Bắc Cực có từ tính và hút kim la bàn.
Gilbert đã kết luận chính xác rằng Trái đất phải có lõi sắt tạo ra từ trường xung quanh toàn bộ hành tinh. Ông đã mặc định rằng các cực từ của Trái đất tương ứng với các cực địa lý của nó, đó là lý do tại sao kim la bàn chỉ về cực Bắc của Trái đất. Ông đã chỉ ra rằng có thể tạo ra nam châm từ kim loại bằng cách cọ xát một nam châm với chúng. Ông đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của nam châm và nhận thấy cường độ từ trường yếu đi khi nam châm bị nung nóng đến nhiệt độ cao.
Gilbert xuất bản cuốn "De Magnete" không chỉ tóm tắt những phát hiện của ông về từ tính mà còn là những phát hiện của các nhà khoa học trước ông. Trong 200 năm sau khi xuất bản, cuốn sách của ông được coi là chuyên luận quan trọng nhất về từ tính. Ông là người đầu tiên sử dụng một số thuật ngữ vẫn được sử dụng phổ biến trong cộng đồng khoa học hiện đại, chẳng hạn như "cực từ", "lực hút điện" và "lực điện".
