Vật lý công nhận nam châm vĩnh cửu và nam châm điện. Các nam châm vĩnh cửu phổ biến nhất có chứa sắt. Thép là một thuật ngữ chung cho một hợp kim kim loại dựa trên sắt. Không có câu hỏi, có những hợp kim thép tạo ra nam châm vĩnh cửu tốt. Tuy nhiên, các hợp kim thép khác như thép không gỉ tạo ra nam châm vĩnh cửu khủng khiếp.
Một nam châm vĩnh cửu bao gồm các kim loại có các electron lớp vỏ ngoài không ghép đôi và thẳng hàng với các thể tích cực nhỏ được gọi là các miền. [So với mạng tinh thể, quy mô hiển vi là rất lớn.] Những miền này có thể được căn chỉnh ngẫu nhiên. Nếu kim loại được đập bằng búa hoặc một số công cụ khác hoặc nếu nó được đặt trong một từ trường bên ngoài, thì các miền của nó có thể được xếp song song. Nếu nhiệt độ môi trường thấp hơn nhiệt độ Curie, thì các miền sẽ vẫn được căn chỉnh sau khi loại bỏ từ trường bên ngoài. Do đó, kim loại là một nam châm vĩnh cửu.
Ngoài sắt, nam châm vĩnh cửu có thể được chế tạo bằng niken hoặc coban. Chúng cũng có thể được xây dựng bằng cách sử dụng hợp kim. Các nguyên tố đất hiếm và thậm chí gốm là thành phần phổ biến của nam châm vĩnh cửu trường cao.
Nam châm vĩnh cửu được gọi là vĩnh viễn, nhưng thuật ngữ này là sai lệch. Theo thời gian, miền từ tính của họ mất liên kết. Tỷ lệ mất liên kết là 1% mỗi thế kỷ.
Nam châm điện phụ thuộc vào dây dẫn mang dòng điện để tạo ra từ trường của chúng. Nam châm điện từ trường cao nhất dựa vào ngăn xếp làm mát bằng nước của vòng đồng tách. Cuộn dây siêu dẫn được sử dụng để tạo ra từ trường cao trong nhiều phòng thí nghiệm khoa học và các đơn vị X quang bệnh viện. Khi chỉ có dòng điện nhỏ, cuộn dây có thể được quấn quanh lõi vật liệu có độ nhạy từ tính lớn như sắt mềm. Một trong những vấn đề với loại nam châm điện này là sắt trong lõi của nó sẽ giữ lại một từ trường nhỏ [vĩnh viễn] còn sót lại.