Ένας μαγνήτης είναι οποιοδήποτε υλικό ικανό να παράγει ένα μαγνητικό πεδίο. Δεδομένου ότι οποιοδήποτε κινούμενο ηλεκτρικό φορτίο παράγει ένα μαγνητικό πεδίο, ηλεκτρόνια είναι μικροσκοπικοί μαγνήτες. Αυτό το ηλεκτρικό ρεύμα είναι μια πηγή μαγνητισμού. Ωστόσο, τα ηλεκτρόνια στα περισσότερα υλικά είναι τυχαία προσανατολισμένα, επομένως υπάρχει μικρό ή καθόλου καθαρό μαγνητικό πεδίο. Για να το θέσουμε απλά, τα ηλεκτρόνια σε έναν μαγνήτη τείνουν να προσανατολίζονται με τον ίδιο τρόπο. Αυτό συμβαίνει φυσικά σε πολλά ιόντα, άτομα και υλικά όταν ψύχονται, αλλά δεν είναι τόσο συνηθισμένο σε θερμοκρασία δωματίου. Ορισμένα στοιχεία (π.χ. σίδηρος, κοβάλτιο και νικέλιο) είναι σιδηρομαγνητικά (μπορούν να προκληθούν να μαγνητιστούν σε μαγνητικό πεδίο) σε θερμοκρασία δωματίου. Για αυτά στοιχεία, το ηλεκτρικό δυναμικό είναι χαμηλότερο όταν ευθυγραμμίζονται οι μαγνητικές ροπές των ηλεκτρονίων σθένους. Πολλά άλλα στοιχεία είναι διαμαγνητική. Τα μη ζευγαρωμένα άτομα σε διαμαγνητικά υλικά παράγουν ένα πεδίο που απωθεί ελαφρά έναν μαγνήτη. Ορισμένα υλικά δεν αντιδρούν καθόλου με τους μαγνήτες.
Το ατομικό μαγνητικό διπολ είναι η πηγή του μαγνητισμού. Στο ατομικό επίπεδο, τα μαγνητικά δίπολα είναι κυρίως αποτέλεσμα δύο τύπων κίνησης των ηλεκτρονίων. Υπάρχει η τροχιακή κίνηση του ηλεκτρόνιου γύρω από τον πυρήνα, που παράγει μαγνητική ροπή τροχιακού διπόλου. Το άλλο στοιχείο της μαγνητικής ροπής ηλεκτρονίων οφείλεται στο γνέθω μαγνητική ροπή διπόλου. Ωστόσο, η κίνηση των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα δεν είναι πραγματικά μια τροχιά, ούτε η μαγνητική ροπής σπιν spin που συνδέεται με την πραγματική «περιδίνηση» των ηλεκτρονίων. Τα μη συζευγμένα ηλεκτρόνια τείνουν να συμβάλλουν στην ικανότητα του υλικού να γίνει μαγνητικό, καθώς η μαγνητική ροπή των ηλεκτρονίων δεν μπορεί να ακυρωθεί εντελώς όταν υπάρχουν «περίεργα» ηλεκτρόνια.
Τα πρωτόνια και τα νετρόνια στον πυρήνα έχουν επίσης τροχιακή ορμή τροχιάς και περιστροφής και μαγνητικές ροπές. Η πυρηνική μαγνητική ροπή είναι πολύ ασθενέστερη από την ηλεκτρονική μαγνητική ροπή επειδή, αν και η γωνιακή ορμή των διαφορετικών τα σωματίδια μπορεί να είναι συγκρίσιμα, η μαγνητική ροπή είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα (η μάζα ενός ηλεκτρονίου είναι πολύ μικρότερη από εκείνη ενός πρωτονίου ή νετρόνιο). Η ασθενέστερη πυρηνική μαγνητική στιγμή είναι υπεύθυνη για τον πυρηνικό μαγνητικό συντονισμό (NMR), ο οποίος χρησιμοποιείται για απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού (MRI).