Le champ magnétique terrestre est une quantité vectorielle : il possède, à chaque point de l'espace, une intensité et une direction particulières. Trois valeurs sont nécessaires à sa description complète en un point. Ce peut être :
La relation entre ces sept éléments est montrée dans le diagramme suivant.

| Composant | Description |
|---|---|
| F | intensité totale du vecteur champ magnétique |
| H | composante horizontale du vecteur champ magnétique |
| Z | composante verticale du vecteur champ magnétique; par convention, Z est positif vers le bas |
| X | composante nord du vecteur champ magnétique |
| Y | composante est du vecteur champ magnétique |
| D | déclinaison magnétique, définie comme étant l'angle entre le nord vrai et la direction de la composante horizontale du champ magnétique, mesurée vers l'est à partir du nord vrai |
| I | inclinaison magnétique, soit l'angle que fait le vecteur champ magnétique par rapport au plan horizontal et dont la valeur est positive vers le bas |
On mesure D et I en degrés et les autres éléments en nanotesla (nT; 1 nT = 10-9 Tesla).
Les sept éléments sont reliés entre eux par ces expressions simples :
On peut calculer les éléments du champ magnétique pour tous les lieux à l'aide du calculateur du champ magnétique.