古地磁学的研究始于19世纪中叶。德莱斯(A.Deles-se,1849)和梅洛尼（M.Melloni,1853）分别对岩石天然剩磁的方向进行了研究，发现这些近代熔岩是沿着地磁场方向磁化的。1899年福尔盖赖特（G.Folgheraiter）把这种研究扩展到测定古陶器和古砖的天然剩磁，也得到了相同的结果。1925年谢瓦利埃（R.Chevallier）通过研究埃特纳火山熔岩的剩磁变化，追溯了过去2000年间地磁场的长期变化。达维德（P.David,1904）和布容(B.Brunhes,1906)最先从熔岩中发现了磁化方向与现代地磁场方向相反的岩石，为地磁场倒转学说提供了最早的事实依据。到了20世纪50年代，古地磁的研究不仅在古地磁场而且在构造地质学和地层学中都得到了广泛应用，并发展成为地磁学的一个重要分支，称为古地磁学。60年代以来，随着技术的进步和各种国际性研究项目的开展，古地磁学的研究得到了蓬勃的发展，并取得一些重大成果。
古地磁研究主要建立在下列两个假设基础上：
(1)岩石的原生剩磁方向与形成岩石时的地磁场方向一致，研究岩石的原生剩磁就能推测岩石形成时的地磁场方向。
(2)古地磁场是轴向地心偶极场。
实测记录表明，地磁极有围绕地理极作周期性运动的趋势，其运动的周期可能为104～105年。上新世以来的岩石磁性的测量表明，在最近的500万年期间，地磁极是均匀分布在地理极四周的，其平均位置与现代地理极重合。
由于同一时期生成的岩石不管其处于地球上的哪一部分，它们所获得的磁性都是由当时的地磁场所决定的，彼此相关联，且具有全球一致性。因此，可以通过各种古地磁参数，如偏角、倾角、古极位置和古纬度等的测定，推算出各岩石之间在时间空间上的相互关系。如果这些岩石获得磁性以后，经历了某种地质事件，如构造运动等，就将引起它们的各种古地磁参数发生变化。通过对这些变化的分析，可以追溯它们所经历的地质事件。地磁场可以近似为一个置于地心的偶极子磁场。地磁学的研究指出，近400年来的实测记录表明,地磁极有围绕地理极做周期性运动的趋势,其运动的周期可能为104～105年。上新世以来的岩石剩余磁性的测量结果表明,在最近500万年期间，地磁极是均匀分布在地理极四周的，其平均位置与现代地理极重合。因此，可以根据各个年代的岩石剩磁的测量结果,计算出古地磁极的位置,并用以代表地理极位置。这就是说，地心偶极子的磁轴与地球的转轴重合。这就是著名的轴向地心偶极子假说。它是古地磁学中的一个非常重要的基本假说。
在地球上任何地方，相同年代生成的岩石所获得的磁化的方向与当时当地的地磁场方向基本上是一致的。由这些磁化方向推算出的磁极位置就是当时的地磁极位置，而且所有岩石的磁化方向应该对应同一个磁极位置。如果某些岩石在磁化以后，地理位置发生了变化，如发生了地块的漂移，或在原地发生了水平面内的转动，那么保存在岩石内部的磁化方向也将随之改变其空间方位。因此，从磁化方向的易位可反推地块或地理位置的变动。 利用某地某个地质年代的岩石标本可以测定其剩磁方向，进而确定出这个年代该地的磁偏角D和磁倾角I。已知岩石标本产地的地理纬度嗘 和经度λ, 由下列球面三角公式可以算出相应的磁极位置,其中嗘p和λp分别为磁极的纬度和经度。