指南針得以躋身於古代四大發明的行列，源於它對西方航海事業的促進和對整個人類社會文明進程的推動。然而，作為指南針的發明者，中國人對它的應用最早卻是在相墓相宅這樣的迷信活動上，真是有些啼笑皆非。
早在春秋戰國時期，我國人民就在勞動的過程中接觸到了磁鐵礦，他們發現這種黑色的鐵氧化物有著天然的磁性，一碰到鐵就吸住。人們將其稱為“慈石”，因為他們覺得磁鐵能吸鐵，就好像一個慈祥的母親吸引自己的孩子一樣,“磁石”正是從“慈石”演化而來。
後來，人們又漸漸發現，磁鐵有指向南北的特性，指南針開始出現。戰國時期，利用磁石可以指示南北的特性，製成了現在稱為指南針的原型--司南。古籍最早可見於戰國時期《韓非子》一書，當中寫到：“先王立司南以端朝夕”，而“端朝夕”就是正四方、定方位的意思。
我們今天看到的司南是由現代科學家據古籍考證後複原的。它的造型是把一塊天然磁石琢磨成勺子形狀，放在一隻平滑的盤子中央，使用時用手撥動勺柄使它轉動，待它停下以後，勺柄所示方向就是南方。從司南的模型中，我們不難發現，這個儀器的製作是相當考究的。其勺柄所接觸的盤子由青銅做成，內圓外方，中心圓麵磨得非常光滑，以保證勺體指示方向的準確性。並且中心圓外圍依次布列八卦、天幹、地支和二十八宿，共計24個方位。
盤子中心的小勺是用整塊的天然磁鐵磨成的，磁鐵的正極磨成司南的長柄，勺頭底部是光滑的半球麵。要磨成這樣的造型其實非常困難，並且磁石在琢磨過程中難免要受到劇烈的震動並且發熱，這些因素都會導致退磁，即使“勺子”琢磨成了，由於磁性很弱，仍起不了指南的作用，而且它與地盤接觸處要非常光滑，否則會因轉動摩擦阻力過大，而難於旋轉，無法達到預期的指南效果，因此，這項發明沒有被普遍推廣使用。
到了宋代，勞動人民掌握了製造人工磁體的技術，又製造了“指南魚”。指南魚是把薄鋼片剪成魚形，長6厘米，寬1.5厘米，魚的肚皮部分凹下去，使魚像船一樣能浮在水麵上。然後把魚和天然磁鐵放在一起，由於磁體的吸力，鋼片受磁感應也具有磁性。這種人工傳磁方法製成的指南魚比使用司南方便多了，隻要有一碗水，把指南魚放在水麵上就能辨別方向了。經過長期的改進，人們又把鋼針在天然磁體上摩擦，鋼針也有了磁性。這種經過人工傳磁的鋼針可以說是正式的指南針了。
指南針一經發明很快就被應用到軍事、生產、日常生活、地形測量等方麵，特別是航海上。在茫茫大海上，要確定方向除了指南針之外，還需要有方位盤相配合。隨著測方位的需要，出現了磁針和方位盤一體的羅盤，而最早使用羅盤航海的人大概就是我們中國的航海家們。
羅盤的方位盤仍是同司南底盤一樣的二十四向，但是盤式已經由方形演變成圓形。這樣一來隻要看一看磁針在方位盤上的位置，就能斷定出方位來。有了指南針和羅盤的導向，在海上航行就可以不受天氣狀況的影響，在海上導航定位也如同陸地。
這一發明後來經阿拉伯傳入歐洲，對歐洲的航海業乃至整個人類社會的文明進程，都產生了巨大影響。
科海拾貝
磁石吸鐵是因為每塊磁石兩頭都有不同的磁極，一頭叫正極，另一頭叫負極。人類居住的地球也是一塊天然大磁鐵，地球的南北兩頭也有不同的磁極，地球的北極是負磁極，地球南極為正磁極。根據同性磁極相排斥、異性磁極相吸引的原理，拿一根可以自由轉動的磁針，無論站在地球的什麼地方，它的正極總是指北，負極總是指南。