Đặt kim nam châm tự do, xa nam châm hoặc vật liệu có tính chất từ khác, kim nam châm luôn nằm cân bằng theo hướng Bắc – Nam. Vì:

+ Trái Đất của chúng ta là một nam châm khổng lồ, có cực Bắc và cực Nam.

+ Kim nam châm cũng có cực Bắc và cực Nam.

+ Cực Bắc của kim nam châm bị cực Nam của Trái Đất hút, cực Nam của kim nam châm bị cực Bắc hút.

Do đó, kim nam châm luôn chỉ hướng Bắc – Nam.