Magnetsfären är den region i rymden som omger jorden där det dominerande magnetfältet är jordens magnetfält, snarare än magnetfältet i den interplanetära rymden. Magnetosfären bildas av solvindens växelverkan med Jordens magnetfält. Den här figuren illustrerar formen och storleken på jordens magnetfält som ständigt förändras när det påverkas av solvinden.
Det har gått flera tusen år sedan kineserna upptäckte att vissa magnetiska mineraler, så kallade lodstenar, skulle rikta sig i ungefär nord-sydlig riktning. Orsaken till denna effekt förstod man dock inte förrän år 1600, då William Gilbert publicerade De Magnete och visade att vår jord uppförde sig som en gigantisk magnet och att laststenar riktade sig efter jordens magnetfält.
Efter ytterligare flera århundraden av undersökningar vet man nu att jordens magnetfält är ganska komplext, men att det fortfarande i stor utsträckning kan ses som en dipol, med nord- och sydpoler som en enkel stavmagnet. Jordens magnetiska axel, dipolen, lutar ungefär 11 grader mot jordens spinnaxel. Om rymden vore ett vakuum skulle jordens magnetfält sträcka sig i oändlighet och bli svagare med avståndet, men 1951, när Ludwig Biermann studerade varför kometstjärtar alltid pekar bort från solen, upptäckte han att solen avger det som vi nu kallar solvinden. Detta kontinuerliga flöde av plasma, som huvudsakligen består av elektroner och protoner, med ett inbäddat magnetfält, interagerar med jorden och andra objekt i solsystemet.
Solvindens tryck på jordens magnetfält komprimerar fältet på dagssidan av jorden och sträcker ut fältet till en lång svans på nattsidan. Formen på det resulterande förvridna fältet har jämförts med utseendet på vatten som flyter runt en sten i en ström. På jordens dagssida är magnetfältet snarare än att sträcka sig i oändlighet begränsat till inom cirka 10 jordradier från jordens centrum och på nattsidan är fältet utsträckt till hundratals jordradier, långt bortom månens omloppsbana på 60 jordradier.
Gränsen mellan solvinden och jordens magnetfält kallas för magnetopausen. Gränsen är ständigt i rörelse när jorden slås av den ständigt föränderliga solvinden. Även om magnetopausen till viss del skyddar oss från solvinden är den långt ifrån ogenomtränglig, och energi, massa och drivkraft överförs från solvinden till områden inne i jordens magnetosfär. Samspelet mellan solvinden och jordens magnetfält samt påverkan från den underliggande atmosfären och jonosfären skapar olika områden med fält, plasma och strömmar inne i magnetosfären, t.ex. plasmasfären, ringströmmen och strålningsbältena. Följden är att förhållandena i magnetosfären är mycket dynamiska och skapar vad vi kallar ”rymdväder” som kan påverka tekniska system och mänsklig verksamhet. Strålningsbältena kan till exempel påverka satelliters verksamhet, och partiklar och strömmar från magnetosfären kan värma upp den övre atmosfären och resultera i ett satellitmotstånd som kan påverka banorna för satelliter som kretsar runt jorden på låg höjd. Magnetosfärens påverkan på jonosfären kan också påverka kommunikations- och navigationssystem. Alla dessa effekter diskuteras mer ingående på andra ställen.