Le champ magnétique terrestre s'étend dans l'espace, formant une bulle appelée magnétosphère. Celle-ci dévie le vent solaire, le flux de particules chargées provenant du Soleil. Sans elle, ces particules éroderaient notre atmosphère et baigneraient la surface de rayonnements. C'est grâce à la magnétosphère que la Terre est habitable.

Le champ magnétique est généré par le mouvement du fer en fusion dans le noyau externe de la Terre, un processus appelé géodynamo. Il ressemble à un dipôle, comme un aimant, avec des lignes de champ émergeant près du pôle Sud et y entrant près du pôle Nord. Les pôles magnétiques ne correspondent pas aux pôles géographiques et ils se déplacent. Le pôle Nord magnétique se déplace vers la Sibérie à environ 50 kilomètres par an.

La magnétosphère n'est pas un bouclier parfait. Certaines particules s'y infiltrent, notamment près des pôles, où convergent les lignes de champ. Ces particules entrent en collision avec l'atmosphère et créent des aurores boréales. Lors des tempêtes solaires, la magnétosphère se comprime du côté exposé au soleil et s'étire en une longue queue du côté nocturne. Les satellites en orbite peuvent être endommagés et les réseaux électriques au sol peuvent être perturbés.

D'autres planètes possèdent également une magnétosphère. Celle de Jupiter est la plus grande structure du système solaire, s'étendant sur des millions de kilomètres. Mars en possédait une autrefois, mais elle s'est arrêtée il y a des milliards d'années, ce qui pourrait expliquer la disparition de son atmosphère.