Do tác động của nhiều hiện tượng trong vũ trụ và trong lòng Trái Đất mà từ trường Trái Đất luôn luôn biến đổi, gồm có:

• Biến thiên thế kỷ, là sự thay đổi cực chậm do thay đổi ở lõi ngoài Trái Đất gây ra.
• Biến thiên ngắn hạn, còn gọi là biến đổi trong ngày, có dạng gần tuần hoàn theo giờ, và độ lớn có thể đến 30 nT, do tác động của mặt trời lên tầng điện ly gây ra.
• Nhiễu ngẫu nhiên, đặc biệt là khi có Bão từ, độ lớn từ chục nT đến 1000 nT.

Quan trắc biến thiên là chủ đề của các đài Quan trắc từ trường Trái Đất thuộc các viện Vật lý Địa cầu của các nước trên thế giới, phục vụ nghiên cứu các biến động trong lòng hay xung quanh Trái Đất.

Trong thăm dò thì để thu được giá trị chân thực của dị thường từ, phải có biện pháp xác định và loại bỏ các biến thiên này ra khỏi giá trị đo.