Hiện tượng kim la bàn bị lệch khi đến gần mỏm đá từ hóa mạnh đã được quan sát từ đầu thế kỷ 18. Năm 1797, Alexander von Humboldt cho là từ hóa này do sét đánh (sét đánh làm thường từ hóa bề mặt khối đá).[1] Từ thế kỷ 19 các nghiên cứu về hướng của từ hóa trong các loại đá cho thấy một số dung nham trẻ đã được từ hóa song song với từ trường Trái Đất. Đầu thế kỷ 20, David, Brunhes và Mercanton thấy nhiều khối đá cổ hơn có từ hóa phản song song với từ trường. Matuyama Motonori sau đó đã chỉ ra rằng từ trường Trái Đất đảo ngược vào giữa kỷ Đệ tứ, 781.000 năm trước, và được gọi là đảo ngược Brunhes-Matuyama (Brunhes–Matuyama reversal).[2]

Nhà vật lý người Anh P.M.S. Blackett cung cấp một động lực lớn để cổ địa từ phát triển, khi chế ra từ kế phiếm định (astatic magnetometer) rất nhạy vào năm 1956. Mục đích của ông là để kiểm nghiệm giả thuyết rằng từ trường Trái Đất có liên quan đến chuyển động quay của Trái Đất, một thuyết cuối cùng bị từ chối. Nhưng từ kế phiếm định của ông lại trở thành công cụ cơ bản của cổ địa từ và dẫn đến một sự hồi sinh của thuyết trôi dạt lục địa. Thuyết này được Alfred Wegener đề xuất đầu tiên vào năm 1915, cho rằng các lục địa đã từng được nối lại với nhau và từ đó đã di chuyển ra xa nhau. Mặc dù có dư bằng chứng gián tiếp, lý thuyết của ông ít được chấp nhận vì hai lý do:

• Không có cơ chế cho trôi dạt lục địa đã được biết đến,
• Không có cách nào để tái tạo lại các chuyển động của các châu lục theo thời gian.

Keith Runcorn và Edward A. Irving dựng lại được đường lang thang biểu kiến của cực từ ở châu Âu và Bắc Mỹ. Những đường cong này tản mác, nhưng có thể được hóa giải nếu giả định rằng các lục địa đã liền nhau vào 200 triệu năm trước. Điều này cung cấp những bằng chứng địa vật lý rõ ràng đầu tiên cho thuyết trôi dạt lục địa. Sau đó, vào năm 1963, Morley, Vine và Matthews xác định rằng dị thường từ ở đại dương cung cấp bằng chứng cho Tách giãn đáy đại dương.