Magnetosfääri on Maata ympäröivä avaruuden alue, jossa vallitseva magneettikenttä on Maan magneettikenttä eikä planeettojen välisen avaruuden magneettikenttä. Magnetosfääri muodostuu aurinkotuulen ja Maan magneettikentän vuorovaikutuksesta. Tämä kuva havainnollistaa Maan magneettikentän muotoa ja kokoa, joka muuttuu jatkuvasti, kun aurinkotuuli puskee sitä.
On kulunut useita tuhansia vuosia siitä, kun kiinalaiset havaitsivat, että tietyt magneettiset mineraalit, joita kutsutaan lodestoneiksi, suuntautuvat suunnilleen pohjois-eteläsuunnassa. Tämän vaikutuksen syytä ei kuitenkaan ymmärretty ennen vuotta 1600, jolloin William Gilbert julkaisi teoksen De Magnete ja osoitti, että maapallomme käyttäytyi kuin jättimäinen magneetti ja että lodokivet kohdistuivat Maan magneettikentän mukaan.
Monien lisäsatojen tutkimusten jälkeen tiedetään nyt, että Maan magneettikenttä on varsin monimutkainen, mutta sitä voidaan silti suurelta osin pitää dipolina, jolla on pohjois- ja etelänapa kuten yksinkertaisella sauvamagneetilla. Maan magneettiakseli, dipoli, on noin 11 astetta kallellaan Maan pyörimisakseliin nähden. Jos avaruus olisi tyhjiö, Maan magneettikenttä ulottuisi äärettömyyteen ja heikkenisi etäisyyden kasvaessa, mutta vuonna 1951 tutkiessaan sitä, miksi komeettojen pyrstöt osoittavat aina poispäin auringosta, Ludwig Biermann havaitsi, että aurinko säteilee sitä, mitä nykyään kutsumme aurinkotuuleksi. Tämä jatkuva plasmavirta, joka koostuu enimmäkseen elektroneista ja protoneista ja johon liittyy magneettikenttä, on vuorovaikutuksessa Maan ja muiden aurinkokunnan kohteiden kanssa.
Aurinkotuulen paine Maan magneettikenttään puristaa kenttää Maan päivän puolella ja venyttää kentän pitkäksi pyrstöksi yön puolella. Näin syntyvän vääristyneen kentän muotoa on verrattu purossa kiven ympärillä virtaavan veden ulkonäköön. Maan päivänpuoleisella puolella magneettikenttä ei ulotu äärettömyyteen, vaan rajoittuu noin 10 Maan säteen päähän Maan keskipisteestä, ja yönpuoleisella puolella kenttä ulottuu satojen Maan säteiden päähän, reilusti pidemmälle kuin kuun kiertorata 60 Maan säteellä.
Aurinkotuulen ja Maan magneettikentän välistä rajaa kutsutaan magnetopaussiksi. Raja on jatkuvassa liikkeessä, kun maapalloa hiertää alati muuttuva aurinkotuuli. Vaikka magnetopause suojaa meitä jossain määrin aurinkotuulelta, se ei suinkaan ole läpäisemätön, ja energiaa, massaa ja impulssia siirtyy aurinkotuulesta Maan magnetosfäärin sisällä oleville alueille. Auringontuulen ja Maan magneettikentän välinen vuorovaikutus sekä sen alla olevan ilmakehän ja ionosfäärin vaikutus synnyttävät magnetosfäärin sisällä erilaisia kenttien, plasmojen ja virtausten alueita, kuten plasmasfäärin, rengasvirran ja säteilyvyöhykkeet. Tästä seuraa, että magnetosfäärin sisäiset olosuhteet ovat erittäin dynaamiset ja luovat niin sanottua ”avaruussäätä”, joka voi vaikuttaa teknologisiin järjestelmiin ja ihmisen toimintaan. Esimerkiksi säteilyvyöhykkeet voivat vaikuttaa satelliittien toimintaan, ja magnetosfäärin hiukkaset ja virtaukset voivat lämmittää yläilmakehää ja aiheuttaa satelliittivirtausta, joka voi vaikuttaa matalalla Maata kiertävien satelliittien kiertoratoihin. Magnetosfäärin vaikutus ionosfääriin voi vaikuttaa myös viestintä- ja navigointijärjestelmiin. Kaikkia näitä vaikutuksia käsitellään tarkemmin muualla.