指南針和造紙術、印刷術、火藥是舉世聞名的我國古代發明，是中華民族對世界文明作出的偉大貢獻。指南針是一種指示方位的簡單儀器。它的主要結構，是由一根能靈活轉動的磁針和一個標有方位的刻度盤構成。磁針在地磁的作用下會指向南方，利用這一性能，可以辨別方向。
司南早在2000多年前漢代（公元前206年～公元220年），中國人就發現山上的一種石頭具有吸鐵的神奇特性，並發現一種長條的石頭能指南北，他們管這種石頭叫做磁石。古代的能工巧匠把磁石打磨鑿雕成一個勺形，磁石的南極（S極）磨成長柄，放在青銅製成光滑如鏡的底盤上，再鑄上方向性的刻紋。這個磁勺在底盤上停止轉動時，勺柄指的方向就是正南，勺口指的方向就是正北，這就是我國祖先發明的世界上最早的指示方向儀器，叫做司南。其中，“司”就是“指”的意思。這些記載出現於2000多年前的戰國時期，最早記載見於《韓非子·有度》。
在應用“司南”的基礎上，人們發現用磁石沿一個方向多次摩擦過的鋼針等物也有指南特性，於是發明了指南針。宋初還出現過“指南魚”，是浮在水麵上的一種指南器具。1086年，北宋著名科學家沈括所著的《夢溪筆談》記載，當時有4種不同裝置的針型指南針，即水浮法、縷懸法、指甲法和碗唇法，此時已能製造人工磁體。《夢溪補筆談·藥議》載有：“以磁石磨針鋒，則銳處常指南”。11世紀末，我國便開始在航海上使用了指南針。宋人朱或曾記述了1099～1102年間，在海船上使用指南針的經過。1123年，徐兢到朝鮮去，回國後描述這次航海過程說，白天靠太陽定方位，晚上在海洋中不可停留，注意看星鬥而前進，如果天黑可用指南浮針，來決定南北方向。1274年，南宋吳自牧所著《夢粱錄》中記載：“風雨冥晦時，唯憑針盤而行。”南宋時，把磁針與分方位的儀器組裝成一個整體，這種新儀器叫針盤，或叫地螺（羅），也有叫子午盤、定盤針、經盤、羅盤的。元代還造成立針式指南工具——指南龜、指南魚。張燮的《東西洋考·舟師考》記載，明代海上航行，“獨恃指南針為導引，或單用，或指兩間，憑其所向，蕩舟以行。”
元代指南龜早在公元前3世紀，我國就有了關於磁針的文獻記錄。我國的指南針，大約12世紀傳到阿拉伯國家和歐洲，大大地促進了世界航海事業及整個人類社會的發展。