Ferromagnetismul este o proprietate a unui material în care particulele numite momente magnetice se organizează paralel unele cu altele atunci când există un câmp magnetic. Aceste particule rămân pe loc chiar și atunci când magnetul este îndepărtat. Magnetismul are loc la nivel atomic, câmpul având un efect direct asupra electronilor dintr-un atom. Electronii care se rotesc în direcții opuse pot fi pe aceeași orbită a atomului și chiar își pot schimba orbitele, făcându-le să aibă o repulsie mai puternică. Numită repulsie coulombiană, aceasta permite aranjarea electronilor în paralel și are ca rezultat structura paralelă a materialelor feromagnetice precum fierul și nichelul.
Temperatura are o influență puternică și asupra materialelor feromagnetice. În funcție de material, acesta va deveni paramagnetic la o anumită temperatură, la care momentele magnetului arată în direcții aleatorii. Ordinea este perturbată de energia termică. La ce temperatură are loc acest fenomen este determinată de ecuații derivate din Legea Curie-Weiss a feromagnetismului.
În feromagnetism, un material nu este complet umplut cu electroni paraleli. Există domenii în care electronii sunt aranjați ca atare, dar energia magnetică totală este influențată și de forma unui obiect, din care derivă energia sa magnetostatică. Un material feromagnetic este, de asemenea, afectat de structura atomică, astfel încât energia magnetocristalină poate varia de-a lungul diferitelor axe. Energia magnetostrictivă este cea care provoacă mici modificări ale lungimii materialelor atunci când sunt magnetizate. Acolo unde energia magnetică determină schimbarea direcției de magnetizare se numește un perete de domeniu, care se vede în feromagnetismul structurilor cristaline.
Capacitatea materialelor feromagnetice de a reveni la aranjamentele anterioare a fost folosită ca bază pentru memoria computerului. Memoria cu acces aleatoriu (RAM) în anii 1970 folosea fierul pentru a crea forțe magnetice polare care serveau ca o modalitate de a crea semnale binare în timpul stocării în memorie. Histerezisul este o proprietate magnetică utilizată pentru a profita dacă magnetizarea poate fi inversată sau nu. Nu este prezent în materialele feromagnetice care sunt reversibile și revin la o stare demagnetizată atunci când câmpurile magnetice sunt îndepărtate.
Un magnet permanent rămâne magnetizat, iar atunci când este aplicat un câmp suficient de puternic în direcția opusă primului, poate inversa polaritatea. Punctul în care se întâmplă acest lucru nu depinde de anumite valori matematice, ci este reprezentat de o curbă grafică pentru histerezis. Ferromagnetismul este locul în care materialele rămân magnetizate datorită structurii lor interne și este unul dintre principiile cele mai studiate ale magnetismului.