در هر نقطه از سطح زمین ، میدان مغناطیسی اندازه گیری شده ممکن است به طور قابل ملاحظه ای از نظر برزگی و جهت نسبت به میدان دو قطبی آرمانی در شکل زیر متفاوت باشد. در واقع نقطه ای که در ان میدان واقعا عمود بر سطح زمین و به سمت داخل است در قطب شمال ژئومغناطیسی در گرینلند که مورد انتظار ماست قرار ندارد ، بلکه این نقطه که ان را قطب شمال شیب می نامند در جزیره ملکه الریزابت در کانادای شمالی و دور از گریلند واقع است.
علاوه بر این ، میدان مشاهده شده در هر مکانی روی سطح زمین با مقدارهای قابل اندازه گیری در دوره های چند ساله و مقدارهای قابل ملاحظه مثلا درطول صدها سال ، نسبت به زمان تغییر می کند. برای مثال میان سالهای 1580/959 و 1820/1299 راستایی که به وسیله قطب نما در لندن نشان داده شده به اندازه 35 درجه تغییر کرده است .
به رغم این تغییرات محلی ، متوسط میدان دو قطبی در دوره های زمانی کوتاه تنها کمی تغییر می کند. تغییرات در دوره های طولانی تر را می توان با اندازه گیری خاصیت مغناطیسی ضعیف کف اقیانوس اطلس در دو طرف برآمدگی میانی اقانوس مطالعه کرد. این کف به وسیله مواد مغناطیسی مذاب که در برآمدگی از قسمت داخلی زمین نشت کرده و با آهنگ چند سانتی متر در سال ( به وسیله رانش صفحه های زمین ساختی ) بیرون امده و سفت کردیده تشگیل شده است.
مواد مذاب موقع سفت شدن به طور ضعیفی مفناطیده شده اند ، در آن موقع میدان مغناطیسی ان در جهت میدان مغناطیسی زمین بوده است .مطالعه مواد مذاب سفت شده در سرتاسر کف اقیانوس مشخص می کند که قطبیت زمین تقریبا هر چند میلیون سال معکوس شده است . دلیل این معکوس شدن هنوز مشخص نشده است . در واقع ساز و کاری که میدان مغناطیسی زمین را ایجاد می کند فقط به طور مبهمی شناخته شده است.