Магнитометр использует опорное магнитное поле, которое позволяет преобразовать измеряемое магнитное поле в электрический сигнал. 2 В зависимости от вида магнитометра, для измерения разных характеристик магнитного поля используются различные физические принципы: 2

• Магнитостатические магнитометры основаны на механическом воздействии магнитного поля на магнит. 12 Внутри прибора находится небольшой постоянный магнит, который реагирует на магнитное поле, с которым контактирует. 2 Магнит подвешен на упругой подвеске, которая позволяет ему прокручиваться без сопротивления. 2 Когда постоянный магнит реагирует с чужеродным полем, направление или сила которого не совпадают с его собственным, происходит реакция притяжения или отторжения. 2 В результате подвешенный магнит начинает поворачиваться, что фиксирует чувствительный датчик. 2 Так измеряется сила и направленность стороннего магнитного поля. 2
• Индукционные магнитометры работают на основе явления электромагнитной индукции. 12 В их устройство входит катушка, к которой подключён постоянный ток. 1 Под действием тока в катушке возникает собственное магнитное поле, на которое воздействует внешнее поле. 1 Датчики реагируют на вращение или колебания катушки. 1
• Квантовые магнитометры основаны на эффекте Зеемана — расщеплении линий атомных спектров в магнитном поле. 1 При попадании в магнитное поле квантовая частица, обладающая спиновым магнитным моментом, приобретает дополнительную энергию. 1
• МЭМС-магнитометры основаны на механическом движении структуры за счёт действия силы Лоренца, которая действует на проводник, находящийся в магнитном поле. 1 В устройство входит подвижная алюминиевая пластина, подвешенная на пружинах, электроды и ёмкостные датчики. 1 При прохождении тока через пластину возникает сила Лоренца, пропорциональная воздействию внешнего магнитного поля. 1 Изменение ёмкости между пластиной и датчиками позволяет определить силу воздействия магнитного поля. 1