W budowie elektromagnesu można wyróżnić cewkę nawiniętą na rdzeń wykonany z miękkiej stali. Płynący w cewce prąd generuje pole magnetyczne, które oddziałuje na rdzeń. Dochodzi do zjawiska magnesowania rdzenia. Równocześnie dochodzi do wzmocnienia pola cewki. Efekt magnesowania zanika w momencie, gdy zostanie wyłączony prąd w uzwojeniu. Pierwowzór elektromagnesu został skonstruowany w roku 1825 przez W. Sturgeona.

Konstrukcja pierwszego elektromagnesu była możliwa dzięki odkryciu Oersteda w 1820 roku, który zaobserwował fakt, iż prąd elektryczny może stanowić źródło pola magnetycznego. Doświadczenie przez niego wykonywane polegało na obserwacji zachowania się igły magnetycznej w pobliżu przewodnika z prądem.

Od tamtego odkrycia trwały prace najpierw nad konstrukcją, a potem nad ulepszaniem elektromagnesów. Stawał się one coraz bardziej popularne i dzisiaj wiele urządzeń nie mogłoby bez nich istnieć.

Wykorzystywane są m.in. do budowy prądnic, transformatorów, silników elektrycznych i mierników elektrycznych. Również mechanizmy, które znajdują się w najbliższym naszym otoczeniu bazują na elektromagnesach. Są to słuchawki telefoniczne, dyski komputerowe czy chociażby dzwonki do drzwi. Występują również słuchawkach dyskach komputerowych, głowicach magnetofonowych i mechanizmach do automatycznego otwierania i zamykania drzwi.

W przemyśle ciężkim na bazie elektromagnesów budowane są dźwigi do przenoszenia złomu żelaznego czy transportu blach stalowych.

Pole magnetyczne opisywane jest za pomocą wektora indukcji magnetycznej B. Zwrot tego wektora można wyznaczyć stosując regułę prawej dłoni. Polega ona na tym, żeby ustawić kciuk prawej ręki tak, żeby wskazywał kierunek płynącego prądu. Pozostałe palce należy ugiąć i wtedy pokażą one zwrot wektora indukcji magnetycznej.

Linie pola magnetycznego wokół przewodnika z prądem stanowią układ współśrodkowych okręgów. Czyli linie te krążą wokół prądu.

Oprócz przewodników z prądem źródłem pola magnetycznego są oczywiście magnesy. Pierwszymi naturalnymi magnesami były magnetyty znajdowane w dużych ilościach m.in. w okręgu Magnesia, w Azji. Właśnie od nazwy tego rejonu powstało pojęcie magnetyzmu.

Do naturalnych biegunów należy również kula ziemska.

Magnesy trwałe to nic innego jak materiały ferromagnetyczne, w których doszło do całkowitego uporządkowania domen magnetycznych.

W każdym magnesie można wyróżnić dwa bieguny: północny i południowy. Dwa jednakowe bieguny różnych magnesów będą się przyciągać, natomiast dwa różnoimienne bieguny mają własność przyciągania się nawzajem.

Należy jeszcze dodać, że nie istnieją pojedyncze bieguny magnetyczne. Zawsze w obrębie każdego magnesu są dwa bieguny.

Pole magnetyczne jest to taki obszar w którym na poruszający się ładunek działa siła magnetyczna zwana siłą Lorenza. Równanie wektorowe przedstawia tę siłę następująco:

gdzie v to wektor prędkości ładunku, B to wektor indukcji magnetycznej.

Wartość bezwzględna tej siły jest równa:

gdzie to kąt między wektorami prędkości i indukcji magnetycznej.

Siłą ta będzie zanikać jeśli ładunek zatrzyma się lub jeżeli wektory prędkości i indukcji magnetycznej będą do siebie równoległe albo antyrównoległe.

Siłą będzie również oddziaływać na cały przewodnik z prądem. Wektorowo można ją przedstawić jako:

gdzie I to natężenie prądu płynącego w przewodniku, a l to wektor, którego długość odpowiada długości przewodnika.

Siłę tę, czyli jej zwrot i kierunek można wyznaczyć za pomocą reguły lewej dłoni. Polega ona na tym, że lewa dłoń musi zostać ustawiona w taki sposób, aby linie pole magnetycznego wchodziły w dłoń od wewnętrznej strony. Cztery palce natomiast muszą wskazywać płynący w przewodniku prąd. Wtedy kciuk odchylony pod kątem 90 stopni będzie wskazywał kierunek i zwrot siły działającej na przewodnik. Jest to siła odchylająca.

Kolejnym ważnym zjawiskiem względnego magnetyzmie jest efekt odkryty i opisany przez Faradaya. Zaobserwował on, że podczas względnego ruchu źródła pola magnetycznego i obwodu, w obwodzie indukuje się siła elektromotoryczna indukcji. Wskutek tego w obwodzie zaczyna płynąć prąd elektryczny,. Nazywa się on prądem indukowanym. Uczony stwierdził, że indukowana siła elektromotoryczna jest proporcjonalna do szybkości zmian strumienia magnetycznego. Natomiast kierunek indukowanego prądu może być wyznaczony przy użyciu tzw. reguły Lenza. Według niej indukowany prąd ma taki kierunek, aby wytwarzany przez niego strumień magnetyczny przeciwdziałał pierwotnym zmianom strumienia, przez które został wygenerowany.

Zjawisko indukcji elektromagnetycznej zostało wykorzystane w budowie urządzeń zwanych transformatorami. Każdy z nich zbudowany jest z rdzenia, na który nawinięte są dwie cewki. Pierwsza zwana jest pierwotną, a druga wtórną. Prąd zmienny, który płynie w cewce pierwotnej indukuje siłę elektromotoryczną w cewce wtórnej. Zależność między liczbą zwojów N cewek a napięciami U w cewkach można przedstawić następująco:

Z tego stosunku widać, że przez regulowanie ilości zwojów w cewkach możliwe jest dokonywanie zmian napięcia. Jest to wykorzystywane przy przesyłaniu energii elektrycznej.