• Tương tác trao đổi là tương tác được giả thiết theo lý thuyết sắt từ Heisenberg nhằm giải thích sự định hướng song song của các mômen từ trong vật liệu. Tương tác trao đổi có bản chất là tương tác tĩnh điện đặc biệt giữa các điện tử tạo ra sự định hướng song song (hoặc đối song song) của các spin khi các điện tử ở một khoảng cách đủ gần sao cho các hàm sóng của chúng phủ nhau để cực tiểu hóa năng lượng của hệ. Năng lượng tương tác trao đổi được cho bởi công thức:

E e x = − J S 1 → ⋅ S 2 → {\displaystyle E_{ex}=-J{\vec {S_{1}}}\cdot {\vec {S_{2}}}} với S1, S2 là các spin, J là tích phân trao đổi, cho bởi: J = 2 ∫ Ψ 1 ∗ ( r 1 ) Ψ 2 ∗ ( r 2 ) V I ( r 1 , r 2 ) Ψ 2 ( r 1 ) Ψ 1 ( r 2 ) d r 1 d r 2 . {\displaystyle J=2\int \Psi _{1}^{*}(r_{1})\Psi _{2}^{*}(r_{2})V_{I}(r_{1},r_{2})\Psi _{2}(r_{1})\Psi _{1}(r_{2})\,dr_{1}\,dr_{2}.} J mang giá trị dương khi các spin song song nhau (tương tác trao đổi sắt từ) và âm khi các spin phản song song (tương tác phản sắt từ). Ψ {\displaystyle \Psi } là hàm sóng của các điện tử.

• Đômen từ: Nhờ có tương tác trao đổi, các mômen từ của chất sắt từ sắp xếp hoàn toàn song song với nhau, nhưng không phải trong toàn bộ vật thể mà trong từng vùng, gọi là các miền từ hóa, hay các đômen từ. Trong mỗi đômen, các mômen từ song song với nhau tạo nên từ độ tự phát của chất sắt từ, nhưng trong toàn vật thể ở trạng thái khử từ thì mômen từ của các đômen sẽ sắp xếp hỗn loạn nên tổng từ độ trong toàn khối vẫn bằng 0. Khi có từ trường ngoài, do các mômen từ có xu hướng bị quay theo từ trường nên sẽ dẫn đến sự thay đổi về cấu trúc đômen như sự dịch chuyển vách đômen, sự thay đổi kích thước đômen, sự định hướng mômen từ... tạo nên quá trình từ hóa phức tạp của chất sắt từ. Các đômen từ có thể quan sát bằng nhiều cách khác nhau ví dụ như bằng kính hiển vi điện tử truyền qua Lorentz ở các chế độ khác nhau (như Fresnel, Foucault..) hay phương pháp nhũ tương (nay ít dùng vì quá phức tạp và độ chính xác không cao), hay phương pháp đo quang - từ...