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  鐵磁性的原理可由兩個量子力學描述的現象成功的預測:自旋和泡利不相容原理。  電子的自旋加上其軌道角動量導致一個偶極子磁矩和形成一個磁場。在大多數物質中所有電子的總偶極磁矩為零。只有電子層不滿的原子(電子不成對)可能在沒有外部磁場的情況下表現一個淨磁矩。鐵磁性物質有許多這樣的電子。假如它們排列在一起的話它們可以一起產生一個可觀測得到的巨集觀場。  這些偶極趨於指向外部磁場的方向。這個現象被稱為順磁性。鐵磁性物質的偶極趨於在沒有外部磁場的情況下也指向同一方向。這是一個量子力學現象。  按照古典電磁學,兩個臨近的磁偶極趨於指向相反的方向,因此,它們的磁場會互相抗拒,互相抵銷。但是,由於單獨自旋產生的磁場很小,這效應很微弱,形成的排列很容易就會被熱漲落(thermal fluctuation)摧毀。在有些物質裡,由於一種稱為交換相互作用(exchange interaction)的特別量子力學效應,自旋與自旋彼此之間方向的改變,會導致臨近電子靜電排斥力的改變。在近距離,交換相互作用會比偶極-偶極磁相互作用強勁很多。因此,對於鐵磁性物質,臨近電子的自旋趨於指向同樣的方向。  根據包立不相容原理,兩個自旋相同的電子不能佔有同樣的位置。因此,兩個臨近原子的位於最外電子層的不成對價電子,當它們的軌域相互重疊時,假若自旋方向相同(平行自旋),則電荷分佈會比較分散,否則,電荷分佈會比較集中。所以,促使自旋方向相同這動作會降低電勢能,使得平行自旋態更為穩定。簡言之,因庫倫力而互相排斥的電子,藉著平行自旋使得電荷分佈更加分散,從而降低電勢能。這能量差稱為交換能(exchange energy)。  在長距離上(數千離子)交換能的作用逐漸被經典偶極相對排列的趨勢掩蓋,這是在平衡(沒有磁性的)情況下鐵磁性物質的偶極總的來說不排列起來的原因。在沒有磁性的鐵磁性物質中其磁偶極被分割在外斯磁疇中。每個磁疇內部短距離地磁偶極排列指向同一方向,但是在長距離上不同磁疇的磁偶極的排列不一致。不同磁疇之間的邊界被稱為疇壁,疇壁內原子之間的指向逐漸更改。  因此一塊鐵一般沒有磁性,或者其磁性非常弱。但是在一個足夠強的外部磁場中,所有磁疇會沿著這個磁場排列,在外部磁場消失後這些磁疇會繼續儲存其同一的指向。這個磁場與外部磁場之間的關係由一條磁滯曲線描寫。雖然這個排列整齊的磁疇的能量不是最低的,但是它非常穩定。在海底的磁鐵礦會上百萬年地指向它形成時的地磁場方向。通過加熱再在沒有外部磁場的情況下冷卻磁鐵的磁場會消失。  溫度升高後熱振盪(或熵)與鐵磁性的偶極排列競爭。溫度高於居里點後晶體內發生二級相變,整個系統無法磁化,在有外部磁場的情況下這時鐵磁性物質顯示順磁性。在居里點下對稱破缺,磁疇形成。居里點本身是一個閾值,理論上這裡的磁化率為無窮大,雖然這裡沒有磁化,但是在任何長度範圍內均有類似磁疇的自旋波動。  尤其是使用簡化了的伊辛自旋模型來研究鐵磁性相變對統計物理學的發展起了巨大作用。在這裡平均場理論明顯地無法正確地預言居里點上的現象,需要被重整化群理論取代。

  不少晶體顯示鐵磁性或亞鐵磁性。右表列出一些有代表性的及其居里點。在居里點以上它們不再顯示磁性。  其組成金屬本身不是鐵磁性的合金被稱為赫斯勒合金,這個名字來自於弗裡茨·赫斯勒。  通過速凍液態合金可以形成非晶體的鐵磁性合金。這樣的合金的優點在於它們的特性幾乎是等方性的,因此矯頑力低,磁滯現象損失低,磁導率高,電阻高。典型的這樣的合金是過渡金屬-準金屬合金,其成分由約80%的過渡金屬(一般鐵、鈷、鎳等)和約20%的準金屬(硼、碳、矽、磷或鋁)組成,後者降低其熔點。
鐵磁性(Ferromagnetism),又稱作強磁性,指的是一種材料的磁性狀態,具有自發性的磁化現象。各材料中以鐵最廣為人知,故名之。