Для кайнозоя дипольность поля установлена по большому числу фактических данных, для более древних эпох — менее определённо, т.к. между разными плитами наблюдается систематическое расхождение положений полюсов, которое интерпретируется с позиций дрейфа континентов и используется для полеореконструкций положений континентов и отдельных плит или блоков. Магнитное поле Земли (при одном и том же направлении геомагнитной оси) неоднократно меняло свою полярность на обратную. Такие "инверсии" поля, например в плиоцене, происходили через 0,5 млн. лет, в перми и большей части карбона поле не меняло знак в течение десятков млн. лет. Палеомагнитные данные лежат в основе гипотезы раздвижения океанического дна, поскольку новые порции магмы, изливаясь в срединно-океанических рифтах, намагничиваются (прямо или обратно) в зависимости от направления геомагнитного поля в момент данного этапа раздвижения. Инверсии — явление глобальное, их записи в горные породы служат реперами одновременности геологических событий. На этой основе разработана магнитохронологическая шкала. Время каждого изменения полярности для последних 5,5 млн. лет установлено радиоизотопными датировками. Пропорциональность между шириной магнитных линейных аномалий и временем существования поля одной полярности, установленная для этих 5,5 млн. лет, позволила экстраполировать шкалу до 160 млн. лет. Для более раннего времени существует только магнитостратиграфическая шкала, в которой инверсии привязаны к определённым геологическим подразделениям. Имеется несколько вариантов магнитостратиграфических шкал, отличающихся в деталях. Ведутся исследования по уточнению результатов и разработке единой шкалы.
Моменты инверсий геомагнитного поля запечатлены в геологических разрезах, что позволяет проводить корреляцию разрезов по зонам прямой и обратной полярности, по смене направлений намагниченности расчленять осадочные и вулканические толщи, уточнять их возраст и последовательность геологических событий. Магнитное поле прошлых геологических эпох изучает палеомагнитология.
