主要材料是磁石，原理是将一根磁针装在轴上，磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，磁针的北极指向北磁极，利用这一性能可以辨别方向。

磁体定向装置的出现，就使人从靠观察天体定向的被动性转向靠地磁定向的主动性。指南针常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。物理上指示方向的指南针的发明有三类部件，分别是司南、罗盘和磁针，均属于中国的发明。在中国古代，指南针起先应用于祭祀、礼仪、军事和占卜与看风水时确定方位。