지구자기장의 변화원인으로는 여러 가지가 있으며, 주요 원인은 다음과 같이 추측되고 있다. 일변화의 원인으로는 지구 내·외적 변화에 의해 발생함을 추측할 수 있으며, 내적인 것으로는 지구의 자전운동과 관련하여 맨틀과 외핵의 운동에 의한 것 등이 있고, 외적으로는 태양과 달에 의한 영향이 가장 크다. 수십 년에서 수백 년 동안 오랜 주기로 변하는 원인으로는 지구내부의 핵이나 맨틀의 이동으로 추정된다. 지구자기장의 세기가 급속하게 감소하는 현상인 자기폭풍은 태양의 흑점활동에 기인하며, 수 시간동안 또는 2~3일간 지속되는 경우도 있으며, 적도보다 극지방에 자주 일어나는 현상이고, 태양에서 오는 자기폭풍의 세기는 수백 nT 정도이다. 일 변화량은 외부자기장에 의한 것이 2/3, 나머지는 지구내부의 유도전류에 의한 자기장으로부터 발생된다.
지구자기장의 변화요인의 주요 원인 중 지구 내적인 것으로는 지구의 자전운동과 관련하여 맨틀과 외핵의 운동에 의한 것이 있고, 외적으로는 태양과 달에 의한 영향이 가장 크다고 추측된다.