Biến thiên thế kỷ (Geomagnetic secular variation) nghiên cứu xem xét những thay đổi quy mô nhỏ theo hướng và cường độ của từ trường Trái Đất. Cực từ bắc liên tục thay đổi đối với trục quay Trái Đất. Từ tính là một vector, và từ trường cổ được dựng lại nhờ các phép đo từ thiên (Magnetic declination), từ khuynh (Magnetic inclination) và cường độ (Intensity) cổ.
Địa tầng từ tính (Magnetostratigraphy) sử dụng lịch sử đảo cực từ trường của Trái Đất ghi trong đá để xác định tuổi của đá. Đảo cực từ đã xảy ra trong khoảng thời gian ngẫu nhiên trong suốt lịch sử Trái Đất. Tuổi và kiểu dáng của đảo chiều được biết đến từ việc nghiên cứu sàn đáy đại dương và niên đại của đá núi lửa.
