Gemiddeld een aantal keren per miljoen jaar wisselt het magnetisch veld van de aarde van richting. Door het wisselen van de polen wordt het noorden het zuiden en andersom. Tijdens de vorming van voornamelijk stollingsgesteente wordt de richting van het dan aanwezige magnetisch veld permanent vastgelegd door de magnetische mineralen in het gesteente. Het paleomagnetisme kan onderzocht worden door de orientatie van het magnetisch veld van deze mineralen te meten.

Door de richting van het paleomagnetisme van gesteenten te bepalen in combinatie met de ouderdom kan ook een reconstructie worden gemaakt van de plek en orientatie van aardplaten in het geologische verleden.