Magnetometri se koriste za geofizičko istraživanja. Mogu da koriste jedan senzor za merenje ukupne snage magnetnog polja, ili mogu da koristi dva (ponekad i više) prostorno razdvojenih senzore za merenje gradijent magnetnog polja (razlika između senzora). U većini aplikacija u arheološkim i drugm (gradiometer) konfiguracijama je bolji jer pruža bolju rezoluciju od malih, skoro površinskih fenomena. Magnetometri mogu takođe koristiti niz različitih tipova senzora. Proton precesor Magnetometra je u velikoj meri zamenjen bržim i osetljiviji cezijumovim instrumenatima.
Svaka vrsta materijala ima jedinstvena magnetna svojstva, čak i oni koji si isti kao i različiti materijali ispod tla mogu da dovedu do lokalnih poremećaja u magnetnom polju Zemlje koje se mogu detektovati sa osetljivim magnetometrom „magnetna svojstva“. Magnetometri će reagovati veoma oštro na gvožđe i čelik, ciglu, zapaljena zemljišta, i mnoge vrsta kamena, a arheološke osobine sastavljene od ovih materijala mogu su veoma lako detektovati. Često je moguće otkriti vrlo suptilne anomalije izazvane poremećenim zemljišta ili raspadnutih organskih materijala.
