一、指南車

指南車起源很早，歷代曾幾度重製，但均未留下資料。直至宋代才有完整的資料。它與指南針利用地磁效應不同，它不用磁性。它是利用齒輪傳動系統來指明方向的一種機械裝置。其原理是，靠人力來帶動車輛行走，由車輪的轉動來帶動齒輪的轉動，再由齒輪的轉動來帶動車上的木人指示方向。不論車子轉向何方，木人的手始終指向南方。

二、司南

早在兩千多年前漢（公元前206－公元220年），能工巧匠把磁石打磨鑿雕成一個勺形，放在青銅製成的光滑如鏡的底盤上，再鑄上方向性的刻紋。這個磁勺在底盤上停止轉動時，勺柄指的方向就是正南，勺口指的方向就是正北。

三、古代羅盤

後來古人又在司南的基礎上製作了古代羅盤。這時的羅盤已很像現在使用的指南針了，它具有指方向的磁針和顯示方位的刻度盤。把羅盤裝在船上，可以為人們航海指引方向。

四、指南魚

大約在北宋初年，由於軍事和航海等需要和材料與工藝技術的發展，先後利用人造的磁鐵片和磁鐵針以及人工磁化方法制成了在效能和使用上比司南先進的指南魚。

五、指南針

在指南魚發明後不久，又發明了一種意義更重大、製法更簡單、使用更方便和用途更廣泛的指南針。最早是北宋的著名政治家和科學家沈括在其著作《夢溪筆談》（公元1086年）中記述的，大意是利用天然磁石磨鐵針，受磨的鐵針就能指向南方。還記述指南針並不完全指南，而是略微東。這就是磁偏角現象。