物质在磁场中显示出抗磁性、顺磁性和铁磁性，它们产生于组成物质的原子或分子中的电子轨道磁矩、电子自旋磁矩和核自旋磁矩在空间的取向，以及各种磁矩间的相互作用。从分子的磁性及其变化规律出发，研究分子的价键性质、分子的电子组态、分子的结构、分子的空间构型、分子运动的力学性质、分子间相互作用、化学平衡及化学动力学等化学问题，统称磁化学。

磁化学的研究方法很多，常用的研究手段有磁天平、电子顺磁共振、核磁共振、铁磁共振、磁圆二色和磁旋光法等。其中核磁共振技术发展异常迅速，已成为鉴定有机化合物结构的重要手段。采用超导磁铁的脉冲傅里叶变换核磁共振谱仪的出现，使仪器灵敏度及分辨率提高很多，应用范围从化学扩展到生物学及医学。核磁共振成像技术在医学上已经用于各种疾病的检查，是非常有发展前途的一种医学诊断方法。