De même les lignes de champ magnétique décrivent la structure des champs magnétiques en trois dimensions. On peut ainsi les définir : Si on plaçe sur un point quelconque d'une de ces lignes une aiguille "idéale" de boussole, libre de s'orienter en toutes les directions (à la différence de l'aiguille habituelle de la boussole, qui reste horizontale -- ces aiguilles existent, voir au bas de la page) alors elle s'oriente toujours le long d'une ligne de champ (dessin ci-dessous).

Les lignes de champ convergent là où la force magnétique est concentrée, et restent espacées là où elle est faible. Par exemple, pour un barreau aimanté ou "dipôle ," les lignes de champ sortent d'un pôle et convergent vers l'autre, et naturellement, la force magnétique est d'autant plus importante qu'elle est proche des pôles, où elle se concentre. Le comportement des lignes de champ du champ magnétique terrestre est très semblable.

Les lignes de champ ont été découvertes par Michael Faraday (voir historique), qui les a appelées "lignes de force." Pendant de nombreuses années elles ont été considérées comme une simple façon de visualiser les champs magnétiques, et les ingénieurs en électricité leurs préféraient habituellement des procédés mathématiquement plus commodes. Mais pas cependant dans l'espace, où les lignes de champ magnétique sont éssentielles à la description du déplacement des électrons et des ions en liberté. Ces particules chargées électriquement tendent à rejoindre les lignes de champ auxquelles elles sont retenues, se déployant en spirales autour d'elles tout en y glissant, comme des perles sur un fil (dessin ci-dessous).

En raison de cette cohésion, le comportement dans l'espace d'un gaz électrifié ("plasma"), fait d'ions libres et d'électrons, est lié à la structure des lignes de champ : les courants électriques, par exemple, s'écoulent plus facilement le long de ces lignes dont on peut comparer le rôle à la texture du bois : les veines en sont une direction "facile" représentant des points de faiblesse où la circulation est plus commode. De la même façon les particules, les courants électriques, la chaleur et certains types d'onde s'écoulent préférentiellement le long des lignes de champ.

Une petite barre aimantée, montée sur cardan, ce qui lui permet de se diriger dans toutes les direction de l'espace, peut être commandée chez Cochranes, Oxford, Ltd, Leafield, Oxford OX8 5NT, Angleterre. Deux types sont disponibles, Modele 1 avec roulements en joaillerie pour $36.60, modèle 2 avec roulements simples pour $12.65. Pour les détails voir leur site Web
    http://www.cochranes.co.uk/secondary.html (pointez à "Magnaprobe").