지구자기장은 불변하는 것이 아니라, 시간에 따라 변동하고 있다. 그 주기는 짧게는 약 1초에서 수백 초, 긴 것은 수십 년에서 약 100만년까지 넓은 스펙트럼을 가지고 있으므로 지구 내외적 환경 변화량을 알 수 있는 지표로 사용될 수 있다. 일정기간 동안 지구자기장의 평균값을 의미하는 기준자기장으로부터의 차이를 지구자기장 변화량이라 하며, 이 자기장은 시시각각으로 변화하며, 그 형태는 매우 복잡하다. 지구 외부원인의 자기장 변화는 내부원인에 비하여 변동주기가 짧은 특징을 가지고 있다. 또한, 지구자기장의 세기와 방향은 일정한 것이 아니라 지구 내외적인 원인에 의하여 변한다.
시간에 따라 변동하며 형태 또한 매우 복잡하고 지구 내외적인 원인에 의해 그 세기와 방향이 변하는 지구자기장은 지구 내외적 환경 변화량 추정의 지표로 사용될 수 있다.