Materialele feromagnetice se bazează de obicei pe elementul fier și reprezintă unul dintre cele trei tipuri de magnetism întâlnite în natură, distinct de diamagnetism și paramagnetism. Caracteristicile primare ale feromagneților sunt că ei prezintă un câmp magnetic natural în absența acestui prim impus substanței de către o sursă externă de câmp magnetic, iar câmpul este, în toate scopurile, permanent. Materialele diamagnetice, dimpotrivă, prezintă un câmp magnetic slab indus, care este direct opus celui prezent în fier. Materialele paramagnetice includ metale aluminiu și platină, care pot fi induse să aibă și un câmp magnetic ușor, dar își pierd rapid efectul atunci când câmpul inductor este îndepărtat.
Cel mai comun material din natură care prezintă proprietăți feromagnetice este fierul, iar această calitate este cunoscută de peste 2,000 de ani. Alte pământuri rare pot prezenta, de asemenea, feromagnetism, cum ar fi gadoliniu și disproziu. Metalele care acționează ca aliaje feromagnetice includ cobaltul aliat cu samariam sau neodim.
Câmpul magnetic dintr-un feromagnet este centrat în regiuni atomice în care spinurile electronilor sunt aliniate în paralel între ele, cunoscute sub numele de domenii. Aceste domenii sunt puternic magnetice, dar împrăștiate în mod aleatoriu în cea mai mare parte a materialului în sine, ceea ce îi conferă un magnetism natural general slab sau neutru. Prin luarea unor astfel de câmpuri magnetice naturale și expunerea lor la o sursă magnetică externă, domeniile în sine se vor alinia și materialul va păstra un câmp magnetic uniform, puternic și durabil. Această creștere a magnetismului general al unei substanțe este cunoscută sub numele de permeabilitate relativă. Capacitatea fierului și a pământurilor rare de a păstra această aliniere a domeniilor și magnetismul general este cunoscută sub numele de histerezis.
În timp ce un feromagnet își păstrează câmpul atunci când câmpul magnetic inductor este îndepărtat, acesta este reținut doar la o fracțiune din puterea inițială în timp. Acest lucru este cunoscut sub numele de remanență. Remanența este importantă în calcularea puterii magneților permanenți pe baza feromagnetismului, unde aceștia sunt utilizați în dispozitive industriale și de consum.
O altă limitare a tuturor dispozitivelor cu feromagnet este că proprietatea magnetismului se pierde complet la un anumit interval de temperatură cunoscut sub numele de temperatură Curie. Când temperatura Curie este depășită pentru un feromagnet, proprietățile acestuia trec la cele ale unui paramagnet. Legea Curie a susceptibilității paramagnetice folosește funcția Langevin pentru a calcula modificarea proprietăților feromagnetice în paramagnetice în compozițiile materiale cunoscute. Schimbarea de la o stare la alta urmează o curbă previzibilă, în creștere, în formă de parabolic, pe măsură ce temperatura crește. Această tendință a feromagnetismului de a slăbi și în cele din urmă să dispară odată cu creșterea temperaturii este cunoscută sub numele de agitație termică.
Zumzetul electric auzit într-un transformator fără părți în mișcare se datorează utilizării unui feromagnet și este cunoscut sub numele de magnetostricție. Acesta este un răspuns al feromagnetului la câmpul magnetic indus creat de curentul electric alimentat transformatorului. Acest câmp magnetic indus face ca câmpul magnetic natural al substanței să schimbe ușor direcția pentru a se alinia cu câmpul aplicat. Este un răspuns mecanic al transformatorului la curentul alternativ (AC), care alternează de obicei în cicluri de 60 de hertzi sau de 60 de ori pe secundă.
Cercetarea avansată folosind proprietățile feromagnetului are mai multe aplicații potențiale interesante. În astronomie, un lichid feromagnetic este proiectat ca o formă de oglindă lichidă care ar putea fi mai netedă decât oglinzile de sticlă și creată cu o fracțiune din costul telescoapelor și al sondelor spațiale. Forma oglinzii ar putea fi, de asemenea, modificată prin ciclizarea actuatoarelor de câmp magnetic la cicluri de un kilohertz.
Ferromagnetismul a fost descoperit, de asemenea, în concordanță cu supraconductivitatea în cercetările în curs desfășurate în 2011. Un compus de nichel și bismut, Bi3Ni, proiectat la scara nanometrică, sau o miliardime de metru, prezintă proprietăți diferite de cele ale aceluiași compus în probe mai mari. . Proprietățile materialelor la această scară sunt unice, deoarece feromagnetismul anulează de obicei supraconductivitatea, iar utilizările sale potențiale sunt încă explorate.
Cercetările germane asupra semiconductoarelor construite pe un feromagnet implică compusul arsenic galiu mangan, GaMnAs. Se știe că acest compus are cea mai mare temperatură Curie dintre orice semiconductor feromagnet, de 212 ° Fahrenheit (100 ° Celsius). Astfel de compuși sunt cercetați ca un mijloc de reglare dinamică a conductivității electrice a supraconductorilor.