L'aimant naturel ou pierre d'aimant est une variété de l'espèce connue sous le nom de magnétite ou fer oxydulé. C'est une substance d'un éclat métallique très prononcé, dont la couleur, dans la cassure fraîche, varie du noir de fer au gris d'acier bleuâtre. La pierre d'aimant possède la propriété d'attirer le fer et quelques autres métaux comme le nickel, le cobalt, le chrome, etc. Sa cassure, souvent inégale, est lamellaire, écailleuse, conchoïde ou grenue. Sa cristallisation se rapporte au système cubique; les cristaux sont tantôt des octaèdres simples ou modifiés, quelquefois des dodécaèdres rhomboïdaux. On le trouve principalement dans les roches basiques, basaltes, chloritoschistes. Il joue un rôle très important dans les arts métallurgiques; c'est, de tous les minerais de fer, celui qui contient la plus grande quantité de ce métal. Il donne partout la meilleure qualité de fer connue.

Les aimants qui conservent leur magnétisme sans nécessiter une source d'alimentation externe sont appelés aimants permanents et sont souvent fabriqués à partir de matériaux magnétiques durs. Exemples :  les aimants en ferrite, les aimants en néodyme (NdFeB) ou les aimants en samarium-cobalt (SmCo). Ces aiments peuvent cependant perdre  leur magnétisme lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées, à des chocs violents ou à des champs magnétiques inverses. Les aimants temporaires sont ceux qui qui acquièrent des propriétés magnétiques seulement lorsqu'ils sont exposés à un champ magnétique externe, et qui perdent leur magnétisme lorsque ce champ est supprimé. Exemple : les aimants en fer doux.

Les propriétés magnétiques des corps aimantés sont liées à leur structure atomique. Le mouvement des électrons permet à chaque atome de se comporter comme un aimant, de cette manière, tous les atomes sont alignés parallèlement les uns aux autres, se répartissant en groupes de même orientation, appelés domaines magnétiques.

L'aimantation.
Aimantation par influence.
Si l'on met un morceau de fer bien pur et bien recuit ou fer doux en contact avec un pôle d'un aimant, ce morceau de fer devient aussitôt un aimant complet qui présente deux pôles et une ligne neutre, attire la limaille et peut à son tour aimanter par contact un morceau de fer. Si le pôle de l'aimant est un pôle boréal, à l'extrémité du fer doux qui se trouve au contact se développe, un pôle austral; l'autre extrémité présente un pôle boréal. Cette aimantation par simple contact s'appelle imantation par influence. Mais, sitôt qu'on fait cesser le contact, l'aimantation par influence cesse, le fer redevient inerte. 

Le fer forgé et non recuit, ou mieux l'acier, résiste beaucoup plus que le fer à l'influence magnétique; l'aimantation s'y développe lentement; mais, une fois développée, elle persiste lors même qu'on éloigne l'aimant qui l'a produite. 

Le fer, le nickel, le cobalt, le chrome, ne sont pas les seuls corps susceptibles d'aimantation. En employant des aimants de plus en plus puissants et des procédés d'observation suffisamment sensibles, on peut reconnaître que tous les corps sont susceptibles d'acquérir par influence la polarité magnétique; seulement, ils se comportent de deux façons différentes : les uns à la manière du fer, ce sont les corps magnétiques ou ferromagnétiques; les autres prennent une aimantation inverse, ce sont les corps diamagnétiques. Parmi les corps dimagnétiques citons :  le plastique, le bois, l'aluminium, le plomb et le cuivre; le corps simple le plus fortement diamagnétique est le bismuth. 

Aimantation de l'acier par le contact des aimants.
L'aimantation de l'acier se fait par trois procédés : 1° celui de la simple touche (il a l'inconvénient de développer des points conséquents); 2° celui de la touche séparée indiqué par Duhamel, qui donne l'aimantation la  plus régulière; 3° celui de la double touche, imaginé par Mitchell et perfectionné par Aepinus, et qui donne des aimants plus puissants.

Aimantation par l'action de la Terre.
L'action magnétique de la Terre suffit pour développer dans le fer doux une aimantation passagère, et dans l'acier une aimantation durable. Une barre de fer ou d'acier maintenue dans la direction de l'aiguille d'inclinaison s'aimante par influence.

Des frottements ou des chocs répétés facilitent l'aimantation. 

L'expérience a montré qu'un barreau d'acier ne conserve son aimantation que s'il a été fortement trempé, et que la tension et la percussion rendent plus rapide l'aimantation d'un barreau.

Wertheim a constaté que l'aimantation diminue l'élasticité des corps. Elle augmente leur résistance à la torsion, et, d'après Joule, leurs dimensions longitudinales.
En ce qui concerne les applications, il importe de remarquer que la force attractive d'un aimant artificiel dépend bien plus de la composition chimique et de la constitution atomique de l'acier employé à sa construction que de la méthode suivie pour l'aimanter.

Forme des aimants. 
La forme qu'on donne aux aimants dépend de l'usage auquel ils sont destinés. Quand on veut utiliser leur force attractive, on leur donne souvent la forme d'un fer à cheval, les deux pôles agissent simultanément sur un morceau de fer doux; on constate que la force exercée est supérieure au double de celle qu'exercerait chaque pôle en particulier. Jamin a constaté que la force des aimants est à la fois proportionnelle, dans certaines limites, à leur longueur et à leur épaisseur. 

De plus, l'aimantation de l'acier n'affectant que les couches superficielles, le même physicien a observé que les aimants massifs sont, à épaisseur égale, moins efficaces que ceux qu'on forme avec des lames superposées. Le meilleur résultat obtenu par Jamin lui a donné un aimant qui supportait vingt fois son propre poids. La nature de l'acier joue un rôle important dans la force de l'aimant. Les aciers les moins carburés conviennent le mieux.

Conservation des aimants. 
Un grand nombre de causes tendent à diminuer l'intensité magnétique dans les aimants : chocs, variations de température, influence de la Terre, voisinage d'autres aimants, etc. Pour combattre autant que possible ces causes d'affaiblissement, on a coutume de placer au contact des aimants des pièces de fer doux appelées armures ou armatures. Les barreaux aimantés sont placés par groupes de deux, parallèlement, les pôles de noms contraires en regard et réunis par des barreaux de fer doux. Pour un aimant en fer à cheval, les pôles sont réunis par un morceau de fer doux et on lui fait porter une charge plus ou moins grande suivant sa force. Lorsque l'armure ou le contact d'un aimant en fer à cheval est graduellement, chargé de poids qui tendent à le détacher, l'aimant augmente de force; on dit qu'il se nourrit. Mais, si par une surcharge le contact s'est détaché, l'aimant devient tout à coup moins énergique qu'il ne l'était primitivement, il faut diminuer sa charge et le nourrir de nouveau.

La force magnétique. 
L'attraction de l'aimant et du fer est réciproque, c'est-à-dire que le fer attire l'aimant. La force magnétique s'exerce à distance, soit dans le vide, soit à travers des substances non magnétiques. Elle diminue avec la température. Si l'élévation de température est très petite, l'intensité magnétique ne subit qu'une diminution passagère, et d'ailleurs très faible. Si l'on élève la température au delà d'une certaine limite, la diminution de l'intensité magnétique est permanente, même après le refroidissement. Dans les limites des variations atmosphériques, les effets produits sont proportionnels aux variations de température. Enfin, au rouge, les aimants perdent complètement leur force magnétique. Indépendamment de cette action sur les aimants, la chaleur en exerce une autre non moins remarquable sur les substances magnétiques : chauffées à une certaine température, qui varie selon les corps, elles deviennent insensibles aux aimants, elles cessent d'être attirées.

Dans les aimants ordinaires, le magnétisme n'affecte que les couches voisines de la surface. Si l'on vient à les dissoudre par l'action d'un acide, comme l'a fait Jamin, toute trace de magnétisme disparaît. Jamin a même pu superposer plusieurs couches de magnétisme de sens opposés dans un même barreau, en les faisant pénétrer plus ou moins profondément. Au fur et à mesure que l'on dissolvait le métal, elles se manifestaient successivement.

Les pôles magnétiques.
Les aimants ne possèdent pas dans toutes leurs parties une égale force magnétique. La force magnétique, nulle dans la région moyenne d'un aimant, croît à mesure qu'on s'approche de ses extrémités. La partie de la surface de l'aimant où la force magnétique est insensible a reçu le nom de ligne neutre, et les deux points extrêmes qui paraissent agir comme de véritables centres d'attraction, celui de pôles. On peut étudier, comme l'a fait Coulomb, la distribution de la force magnétique le long d'un barreau aimanté, en déplaçant le long de ce barreau un petit index de fer bien pur, et déterminant au dynamomètre, en chaque point, la force nécessaire pour le détacher. 

Tout aimant naturel ou artificiel ayant une forme à peu près régulière présente deux pôles et une ligne neutre; il arrive parfois que dans les barreaux mal aimantés, ou dans les aimants naturels, on observe, outre les pôles extrêmes, d'autres centres d'attraction séparés les uns des autres par des régions inactives : ces pôles intermédiaires se nomment points conséquents. Si un aimant est rompu en fragments, chaque fragment présente toujours une ligne neutre et deux pôles. 

Les substances magnétiques sont attirées également par les deux pôles d'un aimant; il est facile de voir, au contraire, que le même pôle d'un aimant mobile auquel on présente successivement les deux pôles d'un aimant fixe est attiré par l'un de ces pôles, et repoussé par l'autre. On appelle pôles semblables, pôles de même nom, tous les pôles de divers aimants fixes, qui agissent de la même manière sur le pôle de l'aimant mobile choisi pour l'expérience; mais les pôles qui l'attirent, comparés a ceux qui le repoussent sont dissemblables ou de nom contraire. L'expérience montre que les pôles du même nom se repoussent, et que les pôles de nom contraire s'attirent. Coulomb a prouvé que les attractions et les répulsions qui s'exercent entre deux pôles varient en raison inverse du carré de leur distance. 

La Terre est un aimant
Cet antagonisme des pôles se révèle encore dans l'action exercée par la Terre sur les aimants. Si un aimant peut se mouvoir dans un plan horizontal autour de son centre de gravité, il prend une direction fixe, et tend à y revenir quand on l'en écarte : cette direction est sensiblement celle du Nord au Sud. L'extrémité de l'aimant qui se porte vers le Nord est appelée pôle Nord; celle qui se porte vers le Sud, pôle Sud. On constate que ce sont toujours les pôles de même nom qui se dirigent vers le même pôle de la Terre.

La Terre se comporte ainsi comme un aimant; cependant ses pôles magnétiques ne correspondent pas exactement aux pôles géographiques. On a ainsi remarqué dès le XV^e siècle une déviation de l'aiguille de la boussole par rapport au nord géographique. Cette déviation est appelée déclinaison. Elle se définit simplement comme l'angle que fait l'aiguille aimantée, tournant dans un plan horizontal, avec le méridien du lieu. Une autre caractéristique résultant de la position des pôles magnétiques est l'inclinaison de l'aiguille aimantée. L'inclinaison, découverte en 1576 par Robert Norman, est  angle formé avec l'horizontale par l'aiguille suspendue dans le plan du méridien magnétique autour d'un axe horizontal passant par son centre de gravité. Elle varie avec la latitude.

L'intensité du champ magnétique terrestre varie aussi dans le temps, d'abord d'une façon périodique et régulière en fonction des heures de la journée où elle présente un maximum et un minimum; elle subit, en outre, des variations accidentelles sous l'influence de certains phénomènes naturels, et en particulier les aurores boréales. La mesure de l'intensité du champ magnétique terrestre, qui est ramenée à celle de ses deux composantes horizontale et verticale, se fait au moyen d'un instrument appelé magnétomètre.

Ajoutons que les pôles magnétiques de la Terre se sont été inversés plusieurs fois au cours de l'existence de notre planète. Ce phénomène d'inversion des pôles a été présenté à des intervalles de milliers d'années. Actuellement, le pôle nord magnétique est proche du pôle sud géographique et le pôle sud magnétique est situé près du pôle géographique nord, mais leur position varie lentement.

Découverte et étude des aimants.
L'histoire mythique de la Chine fait remonter l'usage de l'aimant au temps du légendaire empereur Hoang-ti (Huangdi), c'est-à-dire à plus de 2600 ans avant l'ère chrétienne.De façon plus certaine, on peut dire que dès le IV^e siècle av. JC,  on utilisait en Chine des morceaux de magnétite suspendus pour indiquer la direction, ce qui a marqué les débuts de la boussole primitive. Les Grecs anciens connaissaient les aimants naturels qu'ils trouvaient dans une ville d'Asie Mineure et dans une région de Macédoine, toutes deux appelées Magnésie; le mot magnétique fut appliqué dans la suite aux phénomènes observés sur les aimants et celui de magnétisme attribué à la branche de la physique qui étudie ces phénomènes. 

Au Moyen Âge, les connaissances se développèrent grâce aux navigateurs arabes et européens qui perfectionnèrent l'utilisation de la boussole magnétique pour l'orientation maritime. Les savants médiévaux, notamment Pierre de Maricourt (Petrus Peregrinus), décrivirent pour la première fois de manière scientifique les propriétés des aimants dans son traité Epistola de magnete en 1269. Il y mentionna les pôles d'un aimant et l'attraction de ces derniers.

À la Renaissance, William Gilbert, médecin de la reine Élisabeth I^re d'Angleterre, publia en 1600 son ouvrage De Magnete, où il démontra que la Terre elle-même se comportait comme un gigantesque aimant. Cette découverte marqua une étape majeure, reliant le magnétisme naturel aux phénomènes terrestres.

Au XVII^e et XVIII^e siècles, les expériences sur l'électricité et le magnétisme commencèrent à se croiser. Hans Christian Ørsted, en 1820, découvrit que le courant électrique produisait un champ magnétique, ouvrant la voie à l'électromagnétisme. Peu après, André-Marie Ampère formula les lois reliant courant électrique et champ magnétique, et Michael Faraday démontra l'induction électromagnétique, reliant encore plus étroitement ces deux domaines.

Le XIX^esiècle vit la naissance d'une compréhension théorique plus approfondie avec les équations de James Clerk Maxwell qui unifièrent électricité et magnétisme en un seul champ électromagnétique. Ces avancées furent fondamentales pour la révolution technologique qui suivit, des moteurs électriques aux générateurs.

Au XX^e siècle, la physique quantique apporta une explication microscopique du magnétisme. Les travaux sur le spin des électrons, la structure des matériaux ferromagnétiques et les interactions quantiques permirent de comprendre pourquoi certaines substances sont aimantées et d'autres non. Ces connaissances furent exploitées pour développer des aimants artificiels de plus en plus puissants, ainsi que des matériaux spécifiques comme les aimants permanents en alliages rares.

Aujourd'hui, le magnétisme reste un domaine actif de recherche, de l'étude des matériaux nanomagnétiques aux applications en imagerie médicale (IRM), stockage de données et technologies quantiques.