Magnetosfera to region przestrzeni otaczający Ziemię, w którym dominującym polem magnetycznym jest pole magnetyczne Ziemi, a nie pole magnetyczne przestrzeni międzyplanetarnej. Magnetosfera powstaje w wyniku oddziaływania wiatru słonecznego z ziemskim polem magnetycznym. Ten rysunek ilustruje kształt i rozmiar ziemskiego pola magnetycznego, które nieustannie się zmienia, ponieważ jest uderzane przez wiatr słoneczny.
Minęło kilka tysięcy lat odkąd Chińczycy odkryli, że pewne magnetyczne minerały, zwane lodestones, ustawiłyby się w przybliżeniu w kierunku północ-południe. Przyczyna tego efektu nie została jednak zrozumiana aż do roku 1600, kiedy to William Gilbert opublikował De Magnete i wykazał, że nasza Ziemia zachowuje się jak gigantyczny magnes, a kamienie magnetyczne ustawiają się zgodnie z ziemskim polem magnetycznym.
Po kilku kolejnych wiekach badań, obecnie wiadomo, że ziemskie pole magnetyczne jest dość złożone, ale nadal, w dużym stopniu, może być postrzegane jako dipol, z biegunami północnym i południowym, jak zwykły magnes sztabkowy. Oś magnetyczna Ziemi, dipol, jest nachylona pod kątem około 11 stopni do osi obrotu Ziemi. Gdyby przestrzeń kosmiczna była próżnią, ziemskie pole magnetyczne rozciągałoby się w nieskończoność, słabnąc wraz z odległością, ale w 1951 roku, badając dlaczego ogony komet zawsze są skierowane w kierunku przeciwnym do Słońca, Ludwig Biermann odkrył, że Słońce emituje coś, co obecnie nazywamy wiatrem słonecznym. Ten ciągły strumień plazmy, składający się głównie z elektronów i protonów, z wbudowanym polem magnetycznym, oddziałuje z Ziemią i innymi obiektami w Układzie Słonecznym.
Ciśnienie wiatru słonecznego na ziemskie pole magnetyczne ściska pole po dziennej stronie Ziemi i rozciąga pole w długi ogon po stronie nocnej. Kształt powstałego w ten sposób zniekształconego pola został porównany do wyglądu wody płynącej wokół skały w strumieniu. Po dziennej stronie Ziemi, zamiast rozciągać się w nieskończoność, pole magnetyczne jest ograniczone do około 10 promieni Ziemi od środka Ziemi, a po stronie nocnej pole jest rozciągnięte do setek promieni Ziemi, daleko poza orbitę Księżyca na 60 promieniach Ziemi.
Granica pomiędzy wiatrem słonecznym a polem magnetycznym Ziemi jest nazywana magnetopauzą. Granica ta jest w ciągłym ruchu, ponieważ Ziemia jest uderzana przez ciągle zmieniający się wiatr słoneczny. Podczas gdy magnetopauza osłania nas do pewnego stopnia przed wiatrem słonecznym, jest daleka od nieprzenikalności, a energia, masa i pęd są przenoszone z wiatru słonecznego do regionów wewnątrz ziemskiej magnetosfery. Interakcja pomiędzy wiatrem słonecznym a ziemskim polem magnetycznym, oraz wpływ leżącej u podstaw atmosfery i jonosfery, tworzy różne regiony pól, plazmy i prądów wewnątrz magnetosfery, takie jak plazmosfera, prąd pierścieniowy i pasy radiacyjne. W konsekwencji warunki panujące wewnątrz magnetosfery są bardzo dynamiczne i tworzą to, co nazywamy „pogodą kosmiczną”, która może wpływać na systemy technologiczne i działalność człowieka. Na przykład, pasy radiacyjne mogą mieć wpływ na działanie satelitów, a cząstki i prądy z magnetosfery mogą ogrzewać górną atmosferę i powodować przeciąganie satelitów, co może wpływać na orbity satelitów krążących na niskich wysokościach wokół Ziemi. Wpływy z magnetosfery na jonosferę mogą również wpływać na systemy komunikacyjne i nawigacyjne. Wszystkie te efekty są omówione bardziej szczegółowo w innym miejscu.